面向光伏应用的磷属化物研究
材料科学
2023-04-12 v1
摘要
为实现可持续能源利用模式的转型，相较于最先进的硅基光伏器件，开发具有更高光电转换效率、直接最优带隙且由无毒、地壳丰度高的元素构成的 photovoltaic 材料十分重要。在此，我们利用密度泛函理论计算，探索了非氧化还原活性的磷属化物化学空间，包括二元 AB、三元 AA'B 和四元 AA'A"B 化合物（A、A'、A" = Ca、Sr 或 Zn；B = N 或 P），作为超越硅（beyond-Si）的光伏候选材料。具体而言，除计算部分候选化合物中阳离子空位、阴离子空位和阳离子反位的形成能外，我们评估了所考虑的全部 20 种磷属化物组成的基态构型、带隙和 0 K 热力学稳定性。重要的是，我们确定 SrZnN、SrZnP 和 CaZnP 为 promising 候选材料，其杂化泛函计算的带隙最优（1.1–1.5 eV），在 0 K 下稳定，且对点缺陷具有高抗性（形成能 1 eV）；其他可能候选包括 ZnCaN 和 ZnSrN，它们可能易受 N 空位形成的影响。我们希望本研究有助于磷属化物半导体作为超越硅光吸收体的实际开发。
引用
@article{arxiv.2209.12458,
title = {Study of pnictides for photovoltaic applications},
author = {Jayant Kumar and Gopalakrishnan Sai Gautam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12458},
year = {2023}
}