掺杂过渡金属的 CuAlSe2 用于有前景的中间带材料
材料科学
2018-05-24 v1
摘要
引入孤立的中间带（IB）到宽带隙半导体中，可potentially提高材料的光吸收，突破太阳能电池的Shockley-Queisser限制。本文采用混合函数方法进行第一性原理计算，系统研究了掺杂过渡金属（M=Ti, V, Fe）的 CuAlSe2 的热力学稳定性、电子结构及光学性质，以作为潜在的IB薄膜太阳能电池材料。我们通过化学势分析发现，对于所考虑的所有掺杂剂，仅当取代Al原子时才存在稳定的掺杂相。更重要的是，通过该取代，IB特征由M^{3+}离子的3d电子性质决定，3d^1的电子配置可驱动一种具有半填满特性且在价带或导带之间具有适当亚带隙的优化IB。我们进一步表明，Ti掺杂的 CuAlSe2 是更有前景的IB材料，因为其产生的IB为半填满状态，光谱中伴随大幅提升的光吸收强度伴随额外的吸收峰。该结果为理解CuAlSe2中由过渡金属引起的IB机制提供了依据，对制造相关IB材料具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1512.00972,
title = {Transition metals doped CuAlSe2 for promising intermediate band materials},
author = {Tingting Wang and Xiaoguang Li and Wenjie Li and Li Huang and Ya Cheng and Jun Cui and Hailin Luo and Guohua Zhong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.00972},
year = {2018}
}
备注
19 pages, 4 figures