基于第一性原理计算晶体/非晶硅界面的能带偏移
材料科学
2017-08-02 v1
摘要
晶体硅与氢化非晶硅(a-Si:H)之间的能带偏移是决定现代硅异质结太阳能电池电荷输运的关键参数。它们是用于进一步优化太阳能电池的宏观模拟器的重要输入。过去的实验研究利用X射线光电子能谱(XPS)和电容-电压测量，在能带偏移上得出了相互矛盾的结果。在此，我们提出了一项关于能带偏移的计算研究。该研究基于原子尺度模型和密度泛函理论(DFT)。通过对30个统计独立的样本进行相对较长的、在高温下运行的DFT第一性原理分子动力学(MD)模拟，获得了界面的非晶部分。为了获得真实的导带位置，使用混合泛函计算了界面的电子结构。我们发现能带偏移存在轻微的不对称性，其中价带偏移(0.30 eV)大于导带偏移(0.17 eV)。我们的结果与最新报道价带偏移为0.3 eV的XPS测量结果相一致 [M. Liebhaber et al., Appl. Phys. Lett. 106, 031601 (2015)]。
引用
@article{arxiv.1610.04119,
title = {Band offsets at the crystalline/amorphous silicon interface from first-principles},
author = {K. Jarolimek and E. Hazrati and R. A. de Groot and G. A. de Wijs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.04119},
year = {2017}
}