A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Strong absorption and ultrafast localisation in NaBiS2 nanocrystals with slow charge-carrier recombination (2022)
Huang, Y.-T., Kavanagh, S. R., Righetto, M., Rusu, M., Levine, I., Unold, T., Zelewski, S. J., Sneyd, A. J., Zhang, K., Dai, L., Britton, A. J., Ye, J., Julin, J., Napari, M., Zhang, Z., Xiao, J., Laitinen, M., Torrente-Murciano, L., Stranks, S. D., . . . Hoye, R. L. Z. (2022). Strong absorption and ultrafast localisation in NaBiS2 nanocrystals with slow charge-carrier recombination. Nature Communications, 13, Article 4960. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32669-3
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Huang, Yi-Teng; Kavanagh, Seán R.; Righetto, Marcello; Rusu, Marin; Levine, Igal; Unold, Thomas; Zelewski, Szymon J.; Sneyd, Alexander J.; Zhang, Kaiwen; Dai, Linjie; et al.
Lehti tai sarja: Nature Communications
eISSN: 2041-1723
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 24.08.2022
Volyymi: 13
Artikkelinumero: 4960
Kustantaja: Nature Publishing Group
Julkaisumaa: Britannia
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-32669-3
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/82859
Tiivistelmä
I-V-VI2 ternary chalcogenides are gaining attention as earth-abundant, nontoxic, and air-stable absorbers for photovoltaic applications. However, the semiconductors explored thus far have slowly-rising absorption onsets, and their charge-carrier transport is not well understood yet. Herein, we investigate cation-disordered NaBiS2 nanocrystals, which have a steep absorption onset, with absorption coefficients reaching >105 cm−1 just above its pseudo-direct bandgap of 1.4 eV. Surprisingly, we also observe an ultrafast (picosecond-time scale) photoconductivity decay and long-lived charge-carrier population persisting for over one microsecond in NaBiS2 nanocrystals. These unusual features arise because of the localised, non-bonding S p character of the upper valence band, which leads to a high density of electronic states at the band edges, ultrafast localisation of spatially-separated electrons and holes, as well as the slow decay of trapped holes. This work reveals the critical role of cation disorder in these systems on both absorption characteristics and charge-carrier kinetics.
YSO-asiasanat: nanomateriaalit; kiteet; ohutkalvot; vismutti; valokennot
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- RADIATE - ionisuihkujen avulla tehtävän tutkimuksen edistämistä Euroopassa
- Sajavaara, Timo
- Euroopan komissio
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2022
JUFO-taso: 3