新型光伏材料Ag2ZnGeS(Se)4的第一性原理研究
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作者:
作者单位:

(1.南开大学 物理科学学院,天津 300071; 2.吉林建筑大学 电气与计算机学院,吉林 长春 130118; 3.南开大学光 电子薄膜器件与技术研究所,天津 300071)

作者简介:

张立新(1963-),男,博士,教授,主要研究方向为低维量子效应和第一性原理计算.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61705077)和吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20180591KJ )资助项目 (1.南开大学 物理科学学院,天津 300071; 2.吉林建筑大学 电气与计算机学院,吉林 长春 130118; 3.南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津 300071)


First principles study of Ag2ZnGeS(Se)4as a new type of photovoltaic materi als
Author:
Affiliation:

(1.School of Physics,Nankai University,Tianjin 300071,China; 2.School of E lectrical and Computer Engineering,Jilin Jianzhu University,Changchun,130118,Chi na; 3.Institute of Photo Electronics thin Film Devices and Technology,Nankai Un iversity,Tianjin 300071,China)

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    摘要:

    通过基于密度泛函理论的第一性原理对新型光伏 材料Ag2ZnGeS(Se)4(AZGS(Se))的结 构稳定性、电子结构、和光学性质进行了研究。计算结果表明该类型化合物与Cu2ZnSnS(S e)4(CZTS(Se))一样具有锌黄锡矿的晶格结构;通过计算弹性常数和声子谱发现AZGS(Se) 的结 构稳定性也与CZTS(Se)相近。杂化泛函计算表明AZGS(Se)为直接带隙半导体;通过改变S和S e原子的比例,其禁带宽度可在1.27 eV 的较宽范围内调节。进一步计算光学性质,得 到AZGS(Se)的光吸收系数具有104量级。计算结果表明AZGS(Se)符合太阳电池光吸收层的 需求。

    Abstract:

    The structural,electronic,and the optical properties of Ag2ZnGeS(Se )4(AZGS(Se)),a potential photovoltaic material for thin film solar cells,wer e studied based on the density functional theory with hybrid functional approach. The calculations of the equilibrium energies show that the kesterite (KS) phase is the most stable similar to that of Cu2ZnSnS(Se)4(CZTS(Se)).Additionally ,w e have performed the molecular-dynamics simulations and the results show that t h e structural stabilities of AZGS(Se) are close to those of CZTS.The Heyd-Scuse r ia-Ernzerhof (HSE) hybrid functional yields a direct band gap of 2.21and 1.27e V for AZGS and AZGSe,respectively.Furthermore,a large band-edge absorption c o efficient of ~104cm-1 is observed for both AZGS and AZGSe.Calculated o ptical p roperties and electronic properties suggest that AZGS(Se) can be efficient photo voltaic materials.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙顶,丁彦妍,张玉红,魏立明,郭秀娟,张力,张立新.新型光伏材料Ag2ZnGeS(Se)4的第一性原理研究[J].光电子激光,2020,31(3):282~287

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  • 收稿日期:2019-10-08
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  • 在线发布日期: 2020-05-29
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