磷化镓硼（GaBP$_2$）：一种用于光伏的新型 III-V 半导体
应用物理
2020-07-15 v1 材料科学
摘要
利用机器学习（ML）方法，我们发掘出一种具有适用于高效光伏最优带隙的新型 III-V 半导体材料，其化学组成为磷化镓硼（GaBP，空间群：Pna2）。ML 预测进一步由最先进的从头算密度泛函理论（DFT）模拟验证。注意到 GaBP 的化学计量 Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）带隙为 1.65 eV，接近达到理论 Queisser-Shockley 极限的理想值（1.4–1.5 eV）。计算所得电子迁移率与硅相似。与钙钛矿不同，该新发现材料在热学、动力学和力学上均稳定。最重要的是，GaBP 的化学成分无毒且相对地壳丰度高，使其成为新一代光伏材料。利用 ML，我们表明用最小特征集可将 III-III-V 和 II-IV-V 半导体的带隙预测至小于 0.4 eV 的 RMSE。我们提出一组标度律，可用于在约 0.5 eV 的 RMSE 内估算具有三种不同晶相的新 III-III-V 和 II-IV-V 半导体的带隙。
引用
@article{arxiv.1909.12504,
title = {Gallium-Boron-Phosphide (GaBP$_2$): A New III-V Semiconductor for photovoltaics},
author = {Upendra Kumar and Sanjay Nayak and Soubhik Chakrabarty and Satadeep Bhattacharjee and Seung-Cheol Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.12504},
year = {2020}
}