采用第一性原理广义梯度近似+U(GGA+U)方法计算了纤锌矿结构Zn_(1–x)Mg_xO(ZMO)(0≤x≤0.25)合金的能带结构。计算表明:随着Mg组分增加,ZMO化合物的导带底及费米能级均向真空能级方向移动,带隙增宽。基于理论计算得到ZMO的能带结构参数...采用第一性原理广义梯度近似+U(GGA+U)方法计算了纤锌矿结构Zn_(1–x)Mg_xO(ZMO)(0≤x≤0.25)合金的能带结构。计算表明:随着Mg组分增加,ZMO化合物的导带底及费米能级均向真空能级方向移动,带隙增宽。基于理论计算得到ZMO的能带结构参数,使用SCAPS软件对ZMO作窗口层的CdTe薄膜太阳电池的性能进行了仿真模拟,并将研究结果与CdS作窗口层的CdTe太阳电池的性能进行了比较。结果表明:Mg在ZMO中的含量0≤x≤0.125时,ZMO/CdTe太阳电池具有比CdS/CdTe太阳电池更高的开路电压和短路电流密度;ZMO的导带底高出CdTe导带底约0.13 e V时,CdTe薄膜太阳电池的转换效率最高,达到18.29%。这些结果为高效率碲化镉薄膜太阳电池的结构设计和器件制备提供了理论指导。展开更多
A first-principles method based on density functional theory （DFT）,a generalized gradient approximation （GGA）,and a projector-augmented wave （PAW） are used to study the structual and band properties of wurtzite ...A first-principles method based on density functional theory （DFT）,a generalized gradient approximation （GGA）,and a projector-augmented wave （PAW） are used to study the structual and band properties of wurtzite Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO （0 ≤ x ≤ 1） ternary alloys.By taking into account all of the possible structures,the band gaps of Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO alloys are corrected and compared with experimental data.展开更多
文摘采用第一性原理广义梯度近似+U(GGA+U)方法计算了纤锌矿结构Zn_(1–x)Mg_xO(ZMO)(0≤x≤0.25)合金的能带结构。计算表明:随着Mg组分增加,ZMO化合物的导带底及费米能级均向真空能级方向移动,带隙增宽。基于理论计算得到ZMO的能带结构参数,使用SCAPS软件对ZMO作窗口层的CdTe薄膜太阳电池的性能进行了仿真模拟,并将研究结果与CdS作窗口层的CdTe太阳电池的性能进行了比较。结果表明:Mg在ZMO中的含量0≤x≤0.125时,ZMO/CdTe太阳电池具有比CdS/CdTe太阳电池更高的开路电压和短路电流密度;ZMO的导带底高出CdTe导带底约0.13 e V时,CdTe薄膜太阳电池的转换效率最高,达到18.29%。这些结果为高效率碲化镉薄膜太阳电池的结构设计和器件制备提供了理论指导。
基金Project supported by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese ScholarsMinistry of Education of China+1 种基金the Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas of Nano Materials Science for Atomic Scale Modification (No474) from Ministry of Education,Culture,Sports,Science and Technology (MEXT) of Japanthe Science and Technology Development Program of Jilin Province,China (Grant No 20040564)
文摘A first-principles method based on density functional theory （DFT）,a generalized gradient approximation （GGA）,and a projector-augmented wave （PAW） are used to study the structual and band properties of wurtzite Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO （0 ≤ x ≤ 1） ternary alloys.By taking into account all of the possible structures,the band gaps of Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO alloys are corrected and compared with experimental data.
