宋謝飛 曬旭霞 李潔 馬新茹 伏云昌 曾春華

(昆明理工大學(xué)理學(xué)院,物理與工程科學(xué)研究院,昆明 650500)

有機(jī)-無機(jī)鹵化鈣鈦礦材料因具有優(yōu)異的光電性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于太陽電池中,然而材料及器件的穩(wěn)定性及含鉛問題卻嚴(yán)重制約其生產(chǎn)發(fā)展.與雜化鈣鈦礦相比,無機(jī)非鉛鈣鈦礦Cs3Bi2I9 因具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性受到人們的廣泛關(guān)注.Cs3Bi2I9 具有單斜、三角和六方3 種晶型,目前,對(duì)Cs3Bi2I9 的理論和實(shí)驗(yàn)研究主要集中在六方相.本文基于密度泛函理論的第一性原理對(duì)Cs3Bi2I9 單斜、三角和六方相的電子性質(zhì)、載流子有效質(zhì)量(m *)、穩(wěn)定性和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了理論研究.結(jié)果表明,3 種晶相具有相近的穩(wěn)定性,三角相因具有較小的直接帶隙(1.21 eV)性質(zhì)成為最具研究潛力的對(duì)象.3 種晶相的 m * 均具有沿a,b 方向相同和沿c 方向不同的特點(diǎn),三角相的電子有效質(zhì)量最小、且沿a 方向的電子有效質(zhì)量小于c 方向.相比單斜和六方相,三角相Cs3Bi2I9 的光學(xué)性質(zhì)均發(fā)生紅移現(xiàn)象、具有更優(yōu)異的光吸收性能.此外,3 種晶相的光學(xué)性質(zhì)也表現(xiàn)出沿a,b 方向相同和沿c 方向不同的性質(zhì),且沿a 方向的光吸收性能優(yōu)于c 方向.因此,對(duì)于Cs3Bi2I9 鈣鈦礦,期待三角晶相沿a 方向在光電子器件方面有較好的貢獻(xiàn).

1 引言

21 世紀(jì)以來,隨著社會(huì)發(fā)展和工業(yè)進(jìn)步,對(duì)煤、石油和天然氣等傳統(tǒng)化石能源的需求與日俱增,由此導(dǎo)致的能源枯竭和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,對(duì)新型可再生清潔能源的尋找及相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)已迫在眉睫.太陽能因具有儲(chǔ)量豐富、可就地利用和潔凈無污染等優(yōu)點(diǎn),成為新清潔能源的重要組成部分,而能將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽電池技術(shù)也成為各國(guó)競(jìng)相研究的對(duì)象.在各種太陽電池中,以鈣鈦礦材料為光吸收層的鈣鈦礦太陽電池受到人們的廣泛關(guān)注.2009年,Kojima 等[1]首次將鈣鈦礦CH3NH3PbI3和CH3NH3PbBr3作為光敏劑應(yīng)用于太陽電池的光活性層研究并分別獲得3.8%和3.1%的器件效率,進(jìn)一步地,Kim 等[2]使用spiro-OMeTAD 作為空穴傳輸層材料制備的固態(tài)鈣鈦礦太陽電池效率達(dá)到了9.7%.自此,鈣鈦礦作為光吸收層材料在薄膜電池中的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注,該類材料具有高光吸收系數(shù)、杰出的載流子遷移率、長(zhǎng)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度[3-6]和小激子結(jié)合能等一系列優(yōu)點(diǎn).與傳統(tǒng)的薄膜電池(GaAs,CdTe等)相比,鈣鈦礦太陽電池的功率轉(zhuǎn)換效率在短短十多年的時(shí)間內(nèi)從2009年的3.8%迅速上升至最近的25.5%[1,7].在器件效率飛速發(fā)展的同時(shí),材料及器件的穩(wěn)定性及含鉛問題卻嚴(yán)重制約其生產(chǎn)發(fā)展,而改善鈣鈦礦吸光層材料的本征穩(wěn)定性是解決材料及器件穩(wěn)定性問題的根本途徑.

為改善鈣鈦礦材料的本征穩(wěn)定性,研究者們依據(jù)鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相應(yīng)的容忍因子定律,使用雜化陽離子共位(MA+,FA+,Cs+,Rb+等共A位)的方法使得ABX3鈣鈦礦材料及器件穩(wěn)定性得到一定的改善[8-11],A位雜化在調(diào)整鈣鈦礦物理化學(xué)性質(zhì)及器件穩(wěn)定性方面成效顯著,卻也存在由于成分分離而造成材料不均勻現(xiàn)象[12,13].此外,研究者們采用溶劑工程和維度調(diào)控等方法對(duì)三維鈣鈦礦ABX3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善,將一些具有雙結(jié)構(gòu)(A2BIBIIX6)和低維度(二維(2D)或零維(0D))[14]的鈣鈦礦材料應(yīng)用于太陽電池領(lǐng)域,且這些材料在光探、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)和LED 等光電領(lǐng)域表現(xiàn)出較強(qiáng)的潛在應(yīng)用價(jià)值[15-20].在這些新型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)體系中,構(gòu)式為A3B2X9的無機(jī)非鉛鈣鈦礦材料受到人們的廣泛研究[20-23].其中,A為無機(jī)陽離子(Cs+,Rb+等),B為三價(jià)金屬陽離子(Bi3+,Ga3+,In3+等),X為鹵素離子(Cl—,Br—,I—).鉛基鈣鈦礦的優(yōu)異性能取決于其電子結(jié)構(gòu):Pb2+為6s26p0電子組態(tài),6s 軌道參與形成鈣鈦礦的價(jià)帶(小部分為I 的5p 軌道),6p 軌道形成鈣鈦礦的導(dǎo)帶[24,25].元素周期表中,Tl,Bi和Pb 相鄰,其離子形式都具有相同的6s26p0電子構(gòu)型,取代鉛可形成類似的電子結(jié)構(gòu),但Tl 的毒性強(qiáng)于鉛,且易溶于水,而Bi 與Pb 具有相似的離子半徑,且電負(fù)性相近.因此,Bi 基鈣鈦礦受到了人們的廣泛關(guān)注[19].2015年,Park 等[26]采用A3Bi2I9(A=Cs+,MA+)作為吸光層材料應(yīng)用于太陽電池的研究表明,Cs3Bi2I9較MA3Bi2I9具有更高的光伏器件效率和化學(xué)穩(wěn)定性.自此,Cs3Bi2I9作為A3B2X9結(jié)構(gòu)的典型代表受到了廣泛研究.在實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,關(guān)于Cs3Bi2I9鈣鈦礦的第一性原理計(jì)算在對(duì)其性能開發(fā)方面也作出了巨大貢獻(xiàn).對(duì)六方相Cs3Bi2I9的電子結(jié)構(gòu)和缺陷形成能的理論研究表明,Cs3Bi2I9的較大間接帶隙和較高的載流子有效質(zhì)量限制了其在單結(jié)太陽電池中的應(yīng)用,而材料體系中深度缺陷的存在是導(dǎo)致較低光伏效率的直接原因[27].Hong 等[28]對(duì)六方相和三角相Cs3Bi2I9及Cs3BiXI9(X:In,Ga,Sb 等其他三價(jià)原子)的電子性質(zhì)研究表明,與具有較大間接帶隙的六方相Cs3Bi2I9相比,三角相Cs3Bi2I9的帶隙較小、并具有直接帶隙性質(zhì),較六方相更能滿足太陽電池對(duì)光吸收層材料的要求.另一方面,Zhang 等[29]采用低溫溶液法制備了六方Cs3Bi2I9單晶體,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算證明了Cs3Bi2I9的有效質(zhì)量、載流子遷移率和電阻率沿a和c方向的性質(zhì)不同,并進(jìn)一步指出Cs3Bi2I9的電學(xué)性質(zhì)各向異性源于晶體結(jié)構(gòu)的各向異性.因此,預(yù)計(jì)Cs3Bi2I9的光學(xué)性質(zhì)也具有各向異性,提供了沿一定方向獲得優(yōu)異光電性質(zhì)的可能性.此外,由于合成條件或生長(zhǎng)環(huán)境的改變,Cs3Bi2I9會(huì)表現(xiàn)出不同的晶相,而材料的光電性能會(huì)因晶體結(jié)構(gòu)的改變而表現(xiàn)出巨大差異[30].因此,研究Cs3Bi2I9鈣鈦礦不同晶相結(jié)構(gòu)的性能具有重要意義.

Cs3Bi2I9是一種層狀鈣鈦礦,具有單斜相(Monoclinic,空間群C2/c)、三角相(Trigonal,空間群)和六方相(Hexagonal,空間群P63/mmc)3 種典型晶相,室溫下(300 K)為六方相,低溫下(130 K)為單斜相,218 K 時(shí)發(fā)生六方相與單斜相的可逆相變[28,31].研究表明,通過制備方法的改變或元素配比的變化,Cs3B2X9(B=Bi,Sb;X=I,Br)會(huì)在室溫下從六方相向三角相轉(zhuǎn)變[32,33],而室溫相在光伏應(yīng)用中具有重要意義.由于目前實(shí)驗(yàn)室常采用溶液法來進(jìn)行Cs3Bi2I9鈣鈦礦及其器件的制備[20,26,34-36],在室溫下Cs3Bi2I9成六方相,因此,對(duì)Cs3Bi2I9鈣鈦礦的實(shí)驗(yàn)和理論研究主要集中在六方相結(jié)構(gòu)的電子和光學(xué)性質(zhì)上[28,34,35],缺乏對(duì)Cs3Bi2I9鈣鈦礦單斜和三角相性能的探索與系統(tǒng)研究,且三角相Cs3Bi2I9具有更能滿足太陽電池對(duì)光吸收層材料要求的直接窄帶隙性質(zhì).為進(jìn)一步開發(fā)材料特性,本文基于密度泛函理論的第一性原理對(duì)Cs3Bi2I9單斜、三角和六方3 種晶相沿不同方向的電子性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究.

2 計(jì)算方法與結(jié)構(gòu)模型

2.1 計(jì)算方法

本文所有第一性原理計(jì)算都是在密度泛函理論框架下,利用Vienna Ab-initio Simulation Package(VASP)軟件包[37]進(jìn)行的.交換關(guān)聯(lián)泛函用廣義梯度近似(GGA)[38]的Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)型描述,為了獲得精確的晶格常數(shù),采用PBEsol泛函[39]進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化.鑒于材料中包含Bi等重元素,計(jì)算中考慮了自旋軌道耦合(SOC)效應(yīng).經(jīng)過收斂性測(cè)試,確定平面波截?cái)嗄転?39 eV,結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)單斜相和六方相的布里淵區(qū)k點(diǎn)設(shè)置為3×3×1,三角相設(shè)置為3×3×2,能量和力的收斂標(biāo)準(zhǔn)分別設(shè)置為10—5eV 和10—3eV/?.為了獲得較為準(zhǔn)確的光學(xué)性質(zhì),計(jì)算光學(xué)性質(zhì)時(shí)單斜相和六方相的k點(diǎn)設(shè)置為9×9×3,三角相設(shè)置為9×9×6.由于HSE06 和GW 計(jì)算量較大,計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng),而且本文主要關(guān)注的是Cs3Bi2I93 種晶相電子性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的變化趨勢(shì),因此本文采用較為普遍的GGA 進(jìn)行計(jì)算[40].

2.2 結(jié)構(gòu)模型

圖1 所示為優(yōu)化后的Cs3Bi2I9的晶體結(jié)構(gòu)及其對(duì)應(yīng)的第一布里淵區(qū)結(jié)構(gòu),單斜相和六方相原胞中均含有28 個(gè)原子,其中包含6 個(gè)Cs 原子、4 個(gè)Bi 原子和18 個(gè)I 原子,每個(gè)Cs 原子被12 個(gè)I 原子包圍,每?jī)蓚€(gè)Bi 原子與周圍的9 個(gè)I 原子形成面共享的BiI6—八面體對(duì)嵌入在空隙中.三角相原胞中有14 個(gè)原子,包含3 個(gè)Cs 原子、2 個(gè)Bi 原子和9 個(gè)I 原子,每個(gè)Cs 原子被12 個(gè)I 原子包圍,每個(gè)Bi 原子與周圍的6 個(gè)I 原子形成BiI6—八面體嵌入在空隙中.如表1 所列,優(yōu)化后的晶格常數(shù)與報(bào)道的實(shí)驗(yàn)值及其他計(jì)算結(jié)果符合得很好.

圖1 Cs3Bi2I9 的晶體結(jié)構(gòu) (a)單斜;(b)三角;(c)六方.其中藍(lán)色、黑色和棕色小球分別為Cs 原子、Bi 原子和I 原子Fig.1.Crystal structures of Cs3Bi2I9:(a)Mono;(b)Trig;(b)Hexa.The blue,black and brown balls are Cs,Bi and I atoms respectively.

表1 Cs3Bi2I9 的晶格常數(shù)和晶面角Table 1.The lattice constant and face angle of Cs3Bi2I9.

3 結(jié)果與討論

3.1 Cs3Bi2I9 的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度

能帶結(jié)構(gòu)是分析半導(dǎo)體光電性質(zhì)的基礎(chǔ),基于優(yōu)化后的晶體結(jié)構(gòu),分別計(jì)算了單斜、三角和六方相Cs3Bi2I9的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度,費(fèi)米能級(jí)設(shè)置為0.00 eV.結(jié)果表明(如圖2 所示),未考慮SOC時(shí),3 種晶相Cs3Bi2I9的能帶均具有間接帶隙性質(zhì),單斜、三角和六方相的帶隙分別為2.20,1.76 和2.02 eV,三角和六方相的帶隙與Hong 等[28]的計(jì)算結(jié)果(1.76,2.05 eV)一致;考慮SOC 后,單斜、三角和六方相的帶隙分別為1.77,1.21 和1.68 eV,三角和六方相的帶隙與Hong 等[28]的計(jì)算結(jié)果一致(1.19,1.67 eV).值得注意的是,考慮SOC 后三角相的能帶由間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋?這是因?yàn)樵谟?jì)算含有重元素的半導(dǎo)體時(shí),SOC 的影響非常明顯,并會(huì)影響對(duì)材料能帶性質(zhì)的判斷[41,42].此外,與單斜和六方相相比,三角相具有更小的帶隙,意味著三角相具有更優(yōu)異的光學(xué)性能和載流子輸運(yùn)能力.從圖2 的態(tài)密度分布可知,Cs3Bi2I9的價(jià)帶頂主要由I 的p 軌道貢獻(xiàn),部分由Bi 的s 軌道占據(jù),而導(dǎo)帶底主要由Bi 的p 軌道和I 的p 軌道貢獻(xiàn),Cs 的電子軌道貢獻(xiàn)遠(yuǎn)離帶邊,與Hong 等[28]及Zhang 等[20]的計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng).有效質(zhì)量可以看作是確定載流子傳輸特性的重要參數(shù),基于考慮SOC 的能帶結(jié)構(gòu),通過擬合價(jià)帶頂(VBM)和導(dǎo)帶底(CBM)附近能量隨波矢的變化進(jìn)一步計(jì)算3 種晶相Cs3Bi2I9的空穴和電子沿不同方向的有效質(zhì)量(如表2 所列),計(jì)算結(jié)果表明:3 種晶相Cs3Bi2I9的有效質(zhì)量均表現(xiàn)出沿a,b方向相同和沿c方向不同的性質(zhì),這是由于Cs3Bi2I9是一種層狀晶體(沿c軸分層),電學(xué)性質(zhì)的各向異性源于晶體結(jié)構(gòu)的各向異性.就有效質(zhì)量的大小而言,三角相的電子有效質(zhì)量明顯小于其他兩種晶相,并沿a方向獲得了最小值0.24mo(mo是電子質(zhì)量),預(yù)示三角相Cs3Bi2I9沿a方向能獲得優(yōu)異的光電性能.

圖2 Cs3Bi2I9 的能帶結(jié)構(gòu)(考慮和未考慮SOC)和態(tài)密度(考慮SOC)(a)單斜;(b)三角;(c)六方Fig.2.Band structures (with and without SOC)and density of states (with SOC)of Cs3Bi2I9:(a)Mono;(b)Trig;(c)Hexa.

表2 Cs3Bi2I9 沿不同 方向的 載流子 有效質(zhì) 量(mo 是電子質(zhì)量)Table 2.Carrier effective mass of Cs3Bi2I9 along different directions.(The mo is the electronic mass.).

為比較3 種晶相的相對(duì)穩(wěn)定性,在用PBEsol泛函優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上采用HSE06 雜化泛函并考慮SOC 效應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算了3 種晶相的形成能,計(jì)算公式如下:

其中,ECs3Bi2I9,ECs,EBi和EI分別為Cs3Bi2I9,Cs 原子,Bi 原子和I 原子的總能;m,n和p分別表示Cs3Bi2I9中Cs,Bi 和I 原子的數(shù)目.計(jì)算結(jié)果表明,單斜(—1.057 eV)、三角(—1.047 eV)和六方(—1.055 eV)3 種晶相的形成能相差很小,說明3 種晶相穩(wěn)定性相近.

3.2 Cs3Bi2I9 的光學(xué)性質(zhì)

在鈣鈦礦作為光吸收層的太陽電池中,器件的光轉(zhuǎn)化效率與材料的光學(xué)性能密切相關(guān),而材料的光學(xué)性質(zhì)與電子結(jié)構(gòu)密切相關(guān).材料的光學(xué)性質(zhì)由復(fù)介電函數(shù)ε(ω)得到:

其中,ε1(ω)和ε2(ω)分別是介電函數(shù)的實(shí)部和虛部,ω是光子頻率.經(jīng)過測(cè)試,3 種晶相Cs3Bi2I9的光學(xué)性質(zhì)也具有沿a,b方向相同和沿c方向不同的性質(zhì).因此,基于考慮SOC 效應(yīng)后的電子結(jié)構(gòu),分別計(jì)算Cs3Bi2I9沿a方向和c方向的介電函數(shù)實(shí)部和虛部,結(jié)果如圖3 所示.無論是介電函數(shù)的實(shí)部還是虛部,單斜相和六方相的介電函數(shù)曲線幾乎重合,與二者不同的是,三角相在低能量范圍的介電函數(shù)則發(fā)生紅移現(xiàn)象.在低能量段,介電函數(shù)實(shí)部隨能量的增加而增大,計(jì)算得到的沿a方向光子頻率ω等于0 時(shí)的靜態(tài)介電常數(shù)ε1(0)和最大值列于表3 中.靜態(tài)介電常數(shù)ε1(0)與材料的帶隙密切相關(guān),從三角到六方再到單斜相,帶隙逐漸增大,對(duì)應(yīng)的靜態(tài)介電常數(shù)逐漸減小,這與Penn 模型[43](ε1(0)=1+(hωp/Eg)2)一致.在介電函數(shù)實(shí)部曲線中還存在ε1(ω)小于零的部分,結(jié)合波矢方程可知,ε1(ω)小于零意味著波矢為虛數(shù),此能量范圍內(nèi)的光不能在固體中傳播.從圖3(a)可知,無論沿a還是c方向,3 種晶相的ε1(ω)小于零部分都未出現(xiàn)在可見光范圍內(nèi)(1.64 —3.19 eV),說明可見光能全波段傳播.介電函數(shù)虛部的值源于電子從價(jià)帶頂至導(dǎo)帶底的間接躍遷,其峰值能反映材料電子受激躍遷的強(qiáng)弱,峰值越大說明電子吸收能力越強(qiáng).每種晶相Cs3Bi2I9的虛部ε2(ω)曲線均存在3 個(gè)峰,分別位于1.21—5.3 eV,5.3—12 eV 和12—25 eV 左右,第一個(gè)峰源于高價(jià)帶中的電子向低導(dǎo)帶的躍遷,第二個(gè)峰源于中價(jià)帶中的電子向低導(dǎo)帶的躍遷,第三個(gè)峰源于高價(jià)帶中的電子向高導(dǎo)帶的躍遷.ε2(ω)的吸收邊位于3 種晶相的禁帶寬度位置,小于這個(gè)能量禁止躍遷.對(duì)于Cs3Bi2I9,最高峰對(duì)應(yīng)于電子從Bi 6s 軌道向Bi 6p 軌道的躍遷.

表3 介電函數(shù)實(shí)部ε1(0)和實(shí)部最大值ε1Max(ω)Table 3.The real part of the dielectric function ε1(0)and the maximum value of the real part ε1Max(ω).

圖3 Cs3Bi2I9 的介電函數(shù) (a)實(shí)部;(b)虛部Fig.3.Dielectric function of Cs3Bi2I9:(a)Real part;(b)imaginary part.

基于介電函數(shù),進(jìn)一步計(jì)算得到Cs3Bi2I9的光吸收系數(shù)α(ω)和能量損失譜L(ω),結(jié)果如圖4 所示.從3 種晶相的光吸收譜(圖4(a))可以看出,吸收邊都位于禁帶寬度處,這與電子從VBM 到CBM的間接躍遷相對(duì)應(yīng).沿a方向和c方向的光吸收譜存在異性,且沿a方向的光吸收能力優(yōu)于c方向.在可見光范圍內(nèi),相比于單斜和六方相,三角相的光吸收譜發(fā)生紅移現(xiàn)象,且具有較大的光吸收系數(shù).光吸收譜的紅移與電子結(jié)構(gòu)中帶隙的紅移有關(guān),且與上述介電函數(shù)的研究結(jié)果對(duì)應(yīng).從圖4 可看到,單斜相和六方相具有相似的光吸收性能,與二者相比,在可見光范圍內(nèi)三角相具有更優(yōu)異的光吸收性能.能量損失函數(shù)描述的是電子快速通過固體時(shí)能量的損失,計(jì)算得到沿a和c方向的能量損失如圖4(b)所示,可以看到,能量小于禁帶寬度時(shí),能量損失為零;隨著能量增加,能量損失先增大后減小,且能量損失函數(shù)同樣表現(xiàn)出沿a,b方向相同和沿c方向不同.在可見光范圍內(nèi),三角相的光吸收能力優(yōu)于單斜和六方相,能量損失卻高于單斜和六方相(圖4 所示);但是,在沿a方向觀察到的光吸收能力優(yōu)于c方向的同時(shí),發(fā)現(xiàn)沿a方向的能量損失低于c方向,說明3 種晶相中,三角相沿a方向具有更為優(yōu)異的光學(xué)性能,與電學(xué)性質(zhì)的研究結(jié)果相對(duì)應(yīng).

圖4 Cs3Bi2I9 的光吸收系數(shù) (a)和能量損失函數(shù) (b)(插圖為可見光范圍的局部放大)Fig.4.(a)Absorption coefficient α(ω)and (b)energy-loss function L(ω)of Cs3Bi2I9.(The illustration shows a partial enlargement of the visible light range).

4 結(jié)論

基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,研究了Cs3Bi2I9鈣鈦礦單斜相、三角相和六方相的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、載流子有效質(zhì)量、穩(wěn)定性及光學(xué)性質(zhì).研究發(fā)現(xiàn),3 種晶相具有相近的穩(wěn)定性,3 種晶相中三角相帶隙最小并具有直接帶隙性質(zhì).有效質(zhì)量表現(xiàn)出沿a,b方向相同和沿c方向不同的性質(zhì),3 種晶相中三角相的電子有效質(zhì)量在小,且沿a方向的電子有效質(zhì)量小于c方向.光學(xué)性質(zhì)表明,相比單斜和六方相,三角相的Cs3Bi2I9光學(xué)性質(zhì)均發(fā)生紅移現(xiàn)象并表現(xiàn)出較好的光吸收性能.除此之外,在光學(xué)性質(zhì)中也觀察到沿a,c方向性質(zhì)不同的現(xiàn)象,且在a方向的光吸收能力優(yōu)于c方向的同時(shí),能量損失也低于c方向.因此,對(duì)于Cs3Bi2I9鈣鈦礦,期待三角相的Cs3Bi2I9沿a方向在光電子器件方面有較好的貢獻(xiàn).