评估受 kesterite 启发的太阳吸收层的缺陷容忍性
应用物理
2020-07-03 v1 材料科学
摘要
过去几年中，多种衍生自 kesterite CuZnSn(S,Se) 的薄膜 I-II-IV-VI 光伏吸收层已被合成、表征并理论研究。这一同质材料数据集的存在为考察其缺陷性质趋势并在这一广阔化学空间中识别寻找新的缺陷容忍材料的标准提供了机会。我们发现，Zn 位上的取代随着取代阳离子离子半径的增大导致带尾化的平滑减小。遗憾的是，该取代策略并不能确保抑制更深缺陷与非辐射复合。整个数据集上的趋势表明，kesterite 启发半导体中的高斯与 Urbach 带尾是由两类不同反位缺陷类型引起的两种独立现象。深 Urbach 尾与由 (2I+IV) 缺陷簇引起的计算带隙收窄相关。浅高斯尾与 kesterite 和 stannite 多晶型物之间的能量差相关，这指向涉及 IB 族与 IIB 族原子在\textit{不同}阳离子平面间交换的 (I+II) 缺陷簇的作用。该发现可解释为何\textit{面内}阳离子无序与带尾化在 kesterites 中不相关。我们的结果为发现具有低带尾化的新型 kesterite 启发光伏材料提供了定量标准。
引用
@article{arxiv.2007.00819,
title = {Assessing the defect tolerance of kesterite-inspired solar absorbers},
author = {Andrea Crovetto and Sunghyun Kim and Moritz Fischer and Nicolas Stenger and Aron Walsh and Ib Chorkendorff and Peter C. K. Vesborg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00819},
year = {2020}
}