《鹵化物半導體光伏材料的電子結構研究和性能最佳化設計》是依託北京航空航天大學，由時洪亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鹵化物半導體光伏材料的電子結構研究和性能最佳化設計
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：時洪亮
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
清潔能源的使用如光伏電池在解決傳統化石燃料的短缺和減輕環境的污染方面受到了越來越多的重視。半導體光伏材料的性能在提高光和電之間的轉換效率方面起著決定性的作用。雖然含鉛鈣鈦礦鹵化物光伏材料取得了一定的進展，但研究環境友好、高效的半導體光伏材料仍有著重要的意義和價值。本課題擬採用第一性原理方法，開展新型無鉛鹵化物半導體光伏材料的研究。首先在密度泛函理論的框架下使用不同層次的計算方法得到準確的電子結構，如能帶結構、載流子有效質量，以及光學吸收係數等。在此基礎上，研究鹵化物中的本徵缺陷以及缺陷擴散性質。計算模擬時考慮對晶體結構、缺陷擴散勢壘有著重要影響的范德瓦爾斯作用。已有的含鉛鹵化物缺陷計算很少考慮起源於電子間的長程關聯效應的范德瓦爾斯力。本項目擬探究鹵化物物性與微觀結構之間的關聯，計算設計新的環境友好、價格低廉的高效鹵化物光伏半導體材料；加深對鹵化物的理解，為實驗提供有益的知識儲備。
結題摘要
清潔能源的使用以及提高不同形式能量之間的轉化效率在解決環境污染方面受到了越來越多的重視。該項目主要關注鹵化物鈣鈦礦半導體光電子材料在上述領域套用的理論基礎研究。我們研究了鹵化物半導體材料的電子結構、缺陷性質，輸運及光學性質。我們發現ns2孤對電子對鹵化物激發態結構弛豫和光學性質有著重要的影響，拓展了其對能帶結構、載流子有效質量以及輸運性質影響的認識。我們初步掌握了此類材料的輸運及光學性質跟材料的結構以及組成元素之間的內在關聯，為進一步的研究提供了初步的理論基礎。依託該項目，最終發表包括PRB、PRM、JMCC、JAP和Angewandte Chemie International Edition在內的SCI論文7篇。此外，項目負責人獲得北航青年拔尖人才計畫。在本項目的支持下培養了三名在讀碩士和兩名博士。
