I族元素在CZTS (1-1-2-)表面的动力学过程与表面活性剂设计
材料科学
2020-10-23 v1
摘要
Cu2ZnSnS4（CZTS）是一种由地壳丰富且无毒元素构成的颇具前景的薄膜太阳能电池材料。然而，由于复杂的本征缺陷特性与有害的次相，存在一个阻碍器件性能的基本瓶颈。最近实验证明，在CZTS的共蒸发生长中，Na和K可增大晶粒尺寸并抑制表面附近ZnS次相的形成，但其原因尚不清楚。我们使用第一性原理计算研究了涉及I族元素（包括Na、K和Cs）的CZTS (1-1-2-)表面动力学过程，以阐明其表面活性剂效应。我们探索了涉及I族元素的重构表面结构以及Zn吸附原子在这些重构表面中的各种扩散路径。对Na、K、Cs表面活性剂效应的优势与隐患进行了系统比较与讨论。尽管I族元素保护亚表层中的Cu位点，但发现了扩散势垒约为400meV的无序亚稳构型。因此，精确控制生长条件对于避免亚稳相至关重要。此外，我们的研究为生长过程中的表面活性剂效应提供了系统设计原则。
引用
@article{arxiv.2010.11508,
title = {Kinetic Processes and surfactant design of Group I elements on CZTS (1-1-2-) surface},
author = {Kejie Bao and Haolin Liu and Kinfai Tse and Chunlei Yang and Guohua Zhong and Junyi Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.11508},
year = {2020}
}