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非平衡合成ZnSnN?:O中双亚晶格混合导致的成分、电子结构、无序性与掺杂的相互作用
摘要： 半导体固溶体中功能特性增强的潜力引发了科学界对多种新颖应用的广泛兴趣。然而，原子组成与有序排列带来的额外自由度所衍生的功能多样性，也伴随着表征与建模方面的新挑战。建立预测性的合成-结构-性能关系是有效材料设计策略的前提。本文提出了一种基于第一性原理的复杂半导体材料性能预测模型，该框架整合了非平衡合成、掺杂剂与缺陷，以及电子结构随组分和短程有序的变化。该研究方法应用于近期受光伏领域关注的ZnSnN?（ZTN）材料，揭示了非故意氧掺杂与阳离子化学计量比的相关性会导致形成具有双亚晶格混合的固溶体，并发现了组分相关的非单调掺杂行为。近化学计量比ZTN的有害简并掺杂（不利于实际应用）在高度非化学计量比材料中可定量降低至101? cm?3量级，与实验结果完全吻合。
关键词： 多元材料、计算材料设计、无序性、半导体固溶体、电子结构、非平衡合成、缺陷
更新于2025-09-23 22:25:43
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用于光伏应用的硫系材料及其衍生物
摘要： 硫属化合物AB(S,Se)?材料因其能同时解决传统钙钛矿太阳能电池面临的稳定性和毒性问题，近期受到广泛关注。过去几年间，金属硫属半导体材料的计算机辅助设计取得重要进展，由此发现了极具应用前景的AB(S,Se)?化合物及其衍生物，可作为薄膜光伏器件的吸光层材料。实验证实这类化合物的合成具有可行性，从而验证了理论预测，不过仍需进一步研究以深入探究相应薄膜的光电特性。为系统推进硫属吸光层材料及相关器件的发展，本综述既概述了适用于薄膜太阳能电池的预测性硫属材料及有趣衍生物，也总结了当前制备此类材料的合成技术，并探讨了开发硫属基太阳能电池可能面临的挑战。
关键词： 无铅钙钛矿、硫属化合物、太阳能电池、计算材料设计、热力学稳定性
更新于2025-09-19 17:13:59