Récemment, l'Institut Hefei de l'Institut de Physique des Solides de la substance matérielle Institut des sciences informatique de recherche, Groupe de recherche a fait de nouveaux progrès dans l'étude des couches minces de matériaux de cellules solaires à travers le faisan de simulation, théoriquement projeté hors Cu 2ZnSnS 4 (CZTS) entraver l'efficacité du type de batterie et des défauts intrinsèques dans la régulation méthode proposée. Les résultats pertinents publiés en ligne dans Solar Energy Materials et des cellules solaires 180, magazine 118-122 (2018).
Tous les éléments de la Terre CZTS abondante et non toxique, est reconnu comme rentable et respectueux de l'environnement matériel candidat de la batterie. Cependant, les cellules solaires la plus haute efficacité sur la base CZTS environ 12,7%, bien au-dessous de son genre composé Cu (In, Ga) Se2 rendement le plus élevé (20,3%), une des raisons importantes est qu'il existe de nombreux sous-porteuses de charge localisée a entravé le CZTS de transport libres de la technologie actuelle est non expériences à l'échelle atomique de défectueuse le type, et peut être formé théoriquement par l'étude des défauts et de transfert de charge peut déterminer avec précision le niveau des principaux types de défauts localisés de charge.
Basé sur le groupe de recherche a faisan hybride fonctionnelle Théorie CuSn et CuZn se trouvent dans la principale responsable CZTS les défauts localisés et leur influence sur différents supports. Cusn former un niveau d'impureté profond dans la bande interdite , des paires électron-trou par le niveau profond composite, ce composé CuSn est un centre de niveau profond. CuZn position relativement faible niveau d'impuretés, facilement ionisé, la contribution des transporteurs, mais CuZn- après ionisation et ont tendance à former une charge ZnCu + compensant les uns les autres accepteur - défauts de donneur, dans lequel le électriquement CuZn- et ZnCu + attirent l'introduction de chacun d'un grand fluctuations possibles dans le matériau, l'ondulation peut être capturé transporteurs, réduisant ainsi la concentration des porteurs du matériau et soumis à l'effet contraire. groupe par d'autres recherches, l'inhibition de ces deux approches les charges sont des défauts localisés: (1) un CuSn Sn environnement riche pour l'inhibition de la croissance, parce que des changements chimiques CZTS formule très large gamme de Sn, de l'environnement Sn riche en créant la croissance, peut être supprimée CuSn; (2) Le dopage au Cd supprime CuZn, car le Cd dopé occupera la position de Zn et réduira la possibilité de formation de CuZn.
Les travaux ci-dessus ont été soutenus par le projet national «973» et la Fondation Nationale des Sciences Naturelles de Chine Les travaux de calcul ont été achevés à la Branche de Hefei du Centre Supercalculateur de l'Académie des Sciences de Chine.
Figure 1. L'énergie de formation des différents défauts localisés de charge à différents points de l'intervalle de stabilité du potentiel chimique varie avec le niveau de Fermi L'énergie de la formation principale est inférieure à 1,5 eV CuZn et CuSn.
Figure 2. Intervalle de stabilité du potentiel chimique CZTS, la zone entourée d'un polygone.
3. impuretés dopantes Cd figure introduites pour la formation peuvent varier en fonction de la relation entre le niveau de Fermi (a) (b) le potentiel chimique. CdZn forme d'énergie la plus faible, il tend à occuper la position décrite impuretés Cd et Zn, CuZn formation d'inhibition.
