载流子提供者还是载流子杀手：CdTe太阳能电池中Cu缺陷的案例
材料科学
2017-09-13 v1
摘要
缺陷在用于光电子应用的半导体中起着重要作用。通常直觉认为浅能级缺陷充当载流子提供者，而深能级缺陷是载流子杀手。此处以CdTe中的Cu缺陷为例，我们表明浅缺陷可以扮演两种角色。使用第一性原理计算方法结合热力学模拟，我们研究了在宽范围Cu掺入条件下Cu相关缺陷对块体CdTe中空穴密度和寿命的双重影响。由于CuCd可在CdTe中形成相对浅的受主，我们发现增加CdTe中的Cu掺入确实有助于实现高空穴密度；然而，过多Cu会导致显著的非辐射复合。基于计算得到的Cd化学势、铜缺陷浓度和掺入温度对寿命与空穴密度的影响，我们讨论了平衡Cu缺陷矛盾效应的两种策略。结果表明，为优化CdTe中的Cu掺杂，控制掺入CdTe的Cu总量并优化Cu掺入温度与Cd化学势之间的匹配至关重要。这些发现有助于理解CdTe中Cu缺陷的作用，以及用于光电子应用的半导体中相对浅缺陷态潜在的复杂缺陷行为。
引用
@article{arxiv.1701.06068,
title = {Carrier providers or carrier killers: the case of Cu defects in CdTe solar cells},
author = {Ji-Hui Yang and Wyatt K. Metzger and Su-Huai Wei},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.06068},
year = {2017}
}