【摘 要】
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基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，考虑自旋轨道耦合（SOC）效应，采用Heyd-Scuseria-Ernzerhof （HSE06）杂化泛函对带隙进行修正，系统研究了AZrX3（A=Ba, Ca; X=S, Se, Te）无铅钙钛矿的晶体结构、电子结构和光学性质。结果表明，AZrX3钙钛矿为直接带隙半导体材料，且材料的容忍因子介于0.85～0.95之间、形成能位于-1.09～-1.83 eV/
【基金项目】
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国家自然科学基金（11474012）； 内蒙古自治区自然科学基金（2020MS01009）～～；
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基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，考虑自旋轨道耦合（SOC）效应，采用Heyd-Scuseria-Ernzerhof （HSE06）杂化泛函对带隙进行修正，系统研究了AZrX3（A=Ba, Ca; X=S, Se, Te）无铅钙钛矿的晶体结构、电子结构和光学性质。结果表明，AZrX3钙钛矿为直接带隙半导体材料，且材料的容忍因子介于0.85～0.95之间、形成能位于-1.09～-1.83 eV/atom之间、分解能介于-0.09～0.06 eV/atom之间，表明AZrX3钙钛矿具有稳定的结构。其中，BaZrS3具有空穴有效质量小（0.21 m0）、载流子迁移率高、可见光吸收范围宽、光吸收系数高(～4×10~5cm-1)等特点，且光谱极限最大效率（SLME）可达32.36%,高于CH3NH3PbI3（～30%）,是很有前途的太阳电池材料。AZrSe3和AZrTe3的光电性质计算显示它们也是潜在的光电材料。AZrX3钙钛矿的研究可为寻找高效无铅的光电材料提供一个新的途径。
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