《半導體多晶薄膜中缺陷的形成與控制動力學》是依託南開大學，由張立新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：半導體多晶薄膜中缺陷的形成與控制動力學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張立新
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
半導體多晶薄膜因工藝相對簡單而具有廣泛的潛在套用，尤其是作為新一代光電轉換材料。其中，銅銦鎵硒（CIGS）、CdTe等薄膜性質特殊，可以實現優於其對應單晶的較高太陽電池轉換效率，而其中的物理原理仍在深入探討中。我們認為，電池效率主要取決於各種缺陷在晶粒中的分布。在這些薄膜材料中，特定的表面、晶界的存在有可能對缺陷的形成起到選擇性抑制的作用。在本項目中，我們將使用第一性原理計算的方法，以CIGS多晶薄膜為原型，研究沿不同方向的表面、晶界的原子結構及電子結構特徵，研究生長環境的變化、雜質（如Na）的存在對諸結構的影響，研究在生長前沿（表面和晶界）的內稟缺陷（如銅空位、銅位上的III族替換元素，以及複合缺陷等）的形成能對晶向、生長環境的依賴等等。最終的目的是發現缺陷形成的動力學理論，以期指導實驗有選擇地控制缺陷的形成與分布，進一步提高材料的電學性能。
結題摘要
在過去的4年裡，我們緊緊圍繞著表面微結構這個主題，探討微結構的決定因素、變化規律。我們的研究沒有簡單局限於單一一個CuInSe2表面系統，而是擴展到了金剛石、金屬（Cu、Ni）、半導體（Si、Ge）等表現各異的一系列表面系統。初步建立起一套較為系統完整的理論方法，所得到的結論一般具有普適的意義，解決了一系列外延生長過程中的理論問題，為提高薄膜生長質量、解決相關技術困難提供了理論指導。因此，可以說，在小組老師和同學的共同努力下，我們很好地實現了當初設立的目標和任務，為後續的進一步研究打下了堅固的基礎。這期間，我們共發表SCI文章12篇（包括一篇剛剛接受的），還有4篇處在審稿階段。共有1名博士生、9名碩士生畢業。目前在小組繼續學習的博士生有4人，碩士生有8人。
