{"title":"基于第一原理计算的锐钛矿二氧化钛掺杂N和F的光学性质分析","authors":"M. Mendoza, J. Rojas","doi":"10.15446/MO.N58.72149","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"El uso de TiO2 en la construcción de celdas solares tiene una severa limitación; su band gap amplio de aproximadamente 3.2 eV que solo le permite absorber radiación en la región ultravioleta (UV) λ<380 nm. Esto reduce gravemente la utilidad de la energía solar al 5 %. En la presente investigación se usó el potencial de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) en el marco de la teoría funcional de la densidad (DFT) implementada en el código WIEN2k que usa las ondas planas aumentadas linearizadas (FP-LAPW) como aproximación de la base para los orbitales de Kohn-Sham, para calcular las propiedades ópticas y estructura electrónica de TiO2 dopado con N y/o F. Se ha observado que la fase anatasa de TiO2 dopada con F, N o el codopado F-N exhibe una disminución en el band gap hasta en un 17% para el dopado con N a una concentración de 10.4 %, y que esta reducción del gap está asociada a la mejor absorción en la zona visible del espectro de los sistemas estudiados. Los resultados indican que TiO2 anatasa dopado en distintas concentraciones puede aumentar la eficiencia de celdas fotovoltaicas y que este aumento en la eficiencia es proporcional a la concentración del elemento dopante para los sistemas monodopados. El codopado, que continuamente es reportado como mejor, en cuanto a la reducción del gap y la absorción de radiación, en comparación con el monodopado, no ha mostrado serlo en el sistema de codopado por sustitución con N y F.","PeriodicalId":0,"journal":{"name":"","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.15446/MO.N58.72149","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE TiO2 ANATASE DOPADO CON N y F EN BASE A CÁLCULOS DE PRIMEROS PRINCIPIOS\",\"authors\":\"M. Mendoza, J. Rojas\",\"doi\":\"10.15446/MO.N58.72149\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"El uso de TiO2 en la construcción de celdas solares tiene una severa limitación; su band gap amplio de aproximadamente 3.2 eV que solo le permite absorber radiación en la región ultravioleta (UV) λ<380 nm. Esto reduce gravemente la utilidad de la energía solar al 5 %. En la presente investigación se usó el potencial de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) en el marco de la teoría funcional de la densidad (DFT) implementada en el código WIEN2k que usa las ondas planas aumentadas linearizadas (FP-LAPW) como aproximación de la base para los orbitales de Kohn-Sham, para calcular las propiedades ópticas y estructura electrónica de TiO2 dopado con N y/o F. Se ha observado que la fase anatasa de TiO2 dopada con F, N o el codopado F-N exhibe una disminución en el band gap hasta en un 17% para el dopado con N a una concentración de 10.4 %, y que esta reducción del gap está asociada a la mejor absorción en la zona visible del espectro de los sistemas estudiados. Los resultados indican que TiO2 anatasa dopado en distintas concentraciones puede aumentar la eficiencia de celdas fotovoltaicas y que este aumento en la eficiencia es proporcional a la concentración del elemento dopante para los sistemas monodopados. El codopado, que continuamente es reportado como mejor, en cuanto a la reducción del gap y la absorción de radiación, en comparación con el monodopado, no ha mostrado serlo en el sistema de codopado por sustitución con N y F.\",\"PeriodicalId\":0,\"journal\":{\"name\":\"\",\"volume\":null,\"pages\":null},\"PeriodicalIF\":0.0,\"publicationDate\":\"2019-01-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"https://sci-hub-pdf.com/10.15446/MO.N58.72149\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.15446/MO.N58.72149\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.15446/MO.N58.72149","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE TiO2 ANATASE DOPADO CON N y F EN BASE A CÁLCULOS DE PRIMEROS PRINCIPIOS
El uso de TiO2 en la construcción de celdas solares tiene una severa limitación; su band gap amplio de aproximadamente 3.2 eV que solo le permite absorber radiación en la región ultravioleta (UV) λ<380 nm. Esto reduce gravemente la utilidad de la energía solar al 5 %. En la presente investigación se usó el potencial de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) en el marco de la teoría funcional de la densidad (DFT) implementada en el código WIEN2k que usa las ondas planas aumentadas linearizadas (FP-LAPW) como aproximación de la base para los orbitales de Kohn-Sham, para calcular las propiedades ópticas y estructura electrónica de TiO2 dopado con N y/o F. Se ha observado que la fase anatasa de TiO2 dopada con F, N o el codopado F-N exhibe una disminución en el band gap hasta en un 17% para el dopado con N a una concentración de 10.4 %, y que esta reducción del gap está asociada a la mejor absorción en la zona visible del espectro de los sistemas estudiados. Los resultados indican que TiO2 anatasa dopado en distintas concentraciones puede aumentar la eficiencia de celdas fotovoltaicas y que este aumento en la eficiencia es proporcional a la concentración del elemento dopante para los sistemas monodopados. El codopado, que continuamente es reportado como mejor, en cuanto a la reducción del gap y la absorción de radiación, en comparación con el monodopado, no ha mostrado serlo en el sistema de codopado por sustitución con N y F.