New light-harvesting materials using accurate and efficient bandgap calculations

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 2, 2015, Pages

  Castelli, Ivano E ^a   Hüser, Falco ^a   Pandey, Mohnish ^a   Li, Hong ^a   Thygesen, Kristian S ^a   Seger, Brian ^a   Jain, Anubhav ^b   Persson, Kristin A ^b   Ceder, Gerbrand ^c   Jacobsen, Karsten W ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EIGENVALUES AND EIGENFUNCTIONS; ELECTROCHEMISTRY; ENERGY GAP; PHOTONS;

CANDIDATE MATERIALS; ELECTRONIC BAND GAPS; HIGH THROUGHPUT SCREENING; LIGHT-HARVESTING; PHOTO-ELECTROCHEMICAL DEVICE; POURBAIX DIAGRAM; STABILITY ANALYSIS; TERNARY AND QUATERNARY MATERIALS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 84921444588     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201400915     Document Type: Article

References (68)

1. S. Curtarolo, W. Setyawan, G. L. Hart, M. Jahnatek, R. V. Chepulskii, R. H. Taylor, S. Wang, J. Xue, K. Yang, O. Levy, M. J. Mehl, H. T. Stokes, D. O. Demchenko, D. Morgan, Comput. Mater. Sci. 2012, 58, 218.
2. G. Ceder, Y.-M. Chiang, D. R. Sadoway, M. K. Aydinol, Y.-I. Jang, B. Huang, Nature 1998, 392, 694.
3. L.-C. Lin, A. H. Berger, R. L. Martin, J. Kim, J. A. Swisher, K. Jariwala, C. H. Rycroft, A. S. Bhown, M. W. Deem, M. Haranczyk, B. Smit, Nat. Mater. 2012, 11, 633 .
4. J. Hachmann, R. Olivares-Amaya, S. Atahan-Evrenk, C. Amador-Bedolla, R. S. Sanchez-Carrera, A. Gold-Parker, L. Vogt, A. M. Brockway, A. Aspuru-Guzik, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2241 .
5. M. d'Avezac, J.-W. Luo, T. Chanier, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 027401 .
6. K. B. Ørnsø, J. M. Garcia-Lastra, K. S. Thygesen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 19478 .
7. I. E. Castelli, D. D. Landis, K. S. Thygesen, S. Dahl, I. Chorkendorff, T. F. Jaramillo, K. W. Jacobsen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9034 .
8. I. E. Castelli, T. Olsen, S. Datta, D. D. Landis, S. Dahl, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5814 .
9. Materials Project - A Materials Genome Approach, http://materials-project.org/ (accessed August 2014) .
10. D. D. Landis, J. S. Hummelshoj, S. Nestorov, J. Greeley, M. Dulak, T. Bligaard, J. K. Norskov, K. W. Jacobsen, J. Comput. Sci. Eng. 2012, 14, 51 .
11. Computational Materials Repository, https://cmr.fysik.dtu.dk/ (accessed August 2014) .
12. ICSDWeb, http://www.fiz-karlsruhe.de/icsd-web.html (accessed July 2014).
13. The Landolt-Börnstein Database, http://www.springermaterials.com/docs/index.html (accessed May 2014) .
14. O. Gritsenko, R. van Leeuwen, E. van Lenthe, E. J. Baerends, Phys. Rev. A 1995, 51, 1944 .
15. M. Kuisma, J. Ojanen, J. Enkovaara, T. T. Rantala, Phys. Rev. B 2010, 82, 115106 .
16. J. J. Mortensen, L. B. Hansen, K. W. Jacobsen, Phys. Rev. B 2005, 71, 35109 .
17. J. Enkovaara, C. Rostgaard, J. J. Mortensen, J. Chen, M. Dulak, L. Ferrighi, J. Gavnholt, C. Glinsvad, V. Haikola, H. A. Hansen, H. H. Kristoffersen, M. Kuisma, A. H. Larsen, L. Lehtovaara, M. Ljungberg, O. Lopez-Acevedo, P. G. Moses, J. Ojanen, T. Olsen, V. Petzold, N. A. Romero, J. Stausholm-Møller, M. Strange, G. A. Tritsaris, M. Vanin, M. Walter, B. Hammer, H. Häkkinen, G. K. H. Madsen, R. M. Nieminen, J. K. Nørskov, M. Puska, T. T. Rantala, J. Schiøtz, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, J. Phys. Condens. Matter 2010, 22, 253202.
18. A. Jain, S. P. Ong, G. Hautier, W. Chen, W. D. Richards, S. Dacek, S. Cholia, D. Gunter, D. Skinner, G. Ceder, K. A. Persson, APL Mater. 2013, 1, 011002.
19. J. P. Perdew, Int. J. Quantum Chem. 1985, 28, 497 .
20. J. P. Perdew, A. Zunger, Phys. Rev. B 1981, 23, 5048 .
21. R. W. Godby, M. Schlüter, L. J. Sham, Phys. Rev. Lett. 1986, 56, 2415 .
22. J. Heyd, J. E. Peralta, G. E. Scuseria, R. L. Martin, J. Chem. Phys. 2005, 123, 174101 .
23. J. E. Moussa, P. A. Schultz, J. R. Chelikowsky, J. Chem. Phys. 2012, 136, 204117 .
24. J. Paier, M. Marsman, K. Hummer, G. Kresse, I. C. Gerber, J. G. Ángyán, J. Chem. Phys. 2006, 124, 154709 .
25. I. E. Castelli, J. M. García-Lastra, F. Hüser, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, New J. Phys. 2013, 15, 105026 .
26. J. D. Talman, W. F. Shadwick, Phys. Rev. A 1976, 14, 36 .
27. G. Onida, L. Reining, A. Rubio, Rev. Mod. Phys. 2002, 74, 601 .
28. F. Hüser, T. Olsen, K. S. Thygesen, Phys. Rev. B 2013, 87, 235132 .
29. I. E. Castelli, J. M. García-Lastra, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, APL Mater . DOI: 10.1063/1.4893495.
30. I. Borriello, G. Cantele, D. Ninno, Phys. Rev. B 2008, 77, 235214 .
31. J. Yan, K. W. Jacobsen, K. S. Thygesen, Phys. Rev. B 2011, 84, 235430 .
32. i is the lattice constant, with Γ-point are included.
33. I. E. Castelli, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, Top. Catal. 2013, 57, 1 .
34. M. Shishkin, G. Kresse, Phys. Rev. B 2007, 75, 235102 .
35. R. W. Godby, R. J. Needs, Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 1169 .
36. J. Heyd, G. E. Scuseria, M. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207 .
37. A. V. Krukau, O. A. Vydrov, A. F. Izmaylov, G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 2006, 125, 224106 .
38. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188 .
39. xcref|.
40. S. Curtarolo, G. L. W. Hart, M. B. Nardelli, N. Mingo, S. Sanvito, O. Levy, Nat. Mater. 2013, 12, 191 .
41. I. E. Castelli, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, MRS Online Proc. Lib. 2013, 1523 .
42. Y. Wu, P. Lazic, G. Hautier, K. Persson, G. Ceder, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 157 .
43. B. Hammer, L. B. Hansen, J. K. Nørskov, Phys. Rev. B 1999, 59, 7413 .
44. J. W. Johnson, E. H. Oelkers, H. C. Helgeson, Computers Geosci. 1992, 18, 899 .
45. M. Pourbaix, Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, v. 1, Pergamon Press, London 1966 .
46. K. A. Persson, B. Waldwick, P. Lazic, G. Ceder, Phys. Rev. B 2012, 85, 235438 .
47. S. Trasatti, Croat. Chem. Acta, 1990, 63, 313 .
48. M. R. Weber, M. J. Dignam, Int. J. Hydrogen Energy 1986, 11, 225 .
49. M. Gratzel, Nature 2001, 414, 338 .
50. B. A. Pinaud, J. D. Benck, L. C. Seitz, A. J. Forman, Z. Chen, T. G. Deutsch, B. D. James, K. N. Baum, G. N. Baum, S. Ardo, H. Wang, E. Millere, T. F. Jaramillo, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1983 .
51. Y. Wu, M. K. Y. Chan, G. Ceder, Phys. Rev. B 2011, 83, 235301 .
52. P. G. Moses, C. G. V. de Walle, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 021908 .
53. M. A. Butler, D. S. Ginley, J. Electrochem. Soc. 1978, 125, 228 .
54. B. Seger, A. B. Laursen, P. C. K. Vesborg, T. Pedersen, O. Hansen, S. Dahl, I. Chorkendorff, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9128 .
55. R. P. Diez, E. J. Baran, A. E. Lavat, M. C. Grasselli, J. Phys. Chem. Solids 1995, 56, 135 .
56. K. Rubesova, D. Sykorova, J. Sol-Gel Sci. Technol. 2009, 49, 228 .
57. H. Szillat, C. L. Teske, Z. Anorg. Allge. Chem. 1994, 620, 1307 .
58. H. Yanagi, J. Tate, R. Nagarajan, A. W. Sleight, Solid State Commun. 2002, 122, 295 .
59. Y. Maruyama, H. Irie, K. Hashimoto, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23274 .
60. S. X. Ouyang, N. Kikugawa, D. Chen, Z. G. Zou, J. H. Ye, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 1560 .
61. T. Kako, Z. G. Zou, M. Katagiri, J. H. Ye, Chem. Mater. 2007, 19, 198 .
62. J. J. Liu, S. F. Chen, Q. Z. Liu, Y. F. Zhu, J. F. Zhang, Chem. Phys. Lett. 2013, 572, 101 .
63. H. Mizoguchi, P. M. Woodward, C. H. Park, D. A. Keszler, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9796 .
64. W. Zhang, J. Tang, J. Ye, J. Mater. Res. 2007, 22, 1859 .
65. J. Lv, T. Kako, Z. Li, Z. Zou, J. Ye, J. Phys. Chem.C 2010, 114, 6157 .
66. E. Y. Wang, L. Hsu, J. Electrochem. Soc. 1978, 125, 1328 .
67. A. Kudo, I. Mikami, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 2929 .
68. C. M. Leroy, A. E. Maegli, K. Sivula, T. Hisatomi, N. Xanthopoulos, E. H. Otal, S. Yoon, A. Weidenkaff, R. Sanjines, M. Gratzel, Chem. Commun. 2012, 48, 820 .