基于两步晶体结构搜索预测的光伏硅笼合物
材料科学
2018-01-01 v2
摘要
立方金刚石结构的硅目前在光伏产业中扮演着重要角色。然而，晶体硅固有的能带结构限制了其太阳光转换效率。最近，一种类笼合物 Si-24 被成功合成，它具有准直接带隙，为硅基光伏技术提供了新的启示。本文提出了一种基于第一性原理计算的两步晶体结构搜索方法，并广泛探索了硅笼合物结构。首先，在高压下搜索主客体化合物，然后通过去除客体原子获得多孔的无客体硅笼合物。以钾作为客体原子，我们确定了四种亚稳态硅笼合物结构，其中部分结构的带隙接近 Shockley-Queisser 极限的最优范围，且具有比立方金刚石硅更好的吸收率。这些硅笼合物在光伏应用中可能具有广阔的前景。
引用
@article{arxiv.1708.04097,
title = {Silicon clathrates for photovoltaics predicted by a two-step crystal structure search},
author = {Juefei Wu and Hao Gao and Kang Xia and Dingyu Xing and Jian Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.04097},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 4 figures. (Email: [email protected])