Cd-Ag共摻雜ZnO及Cd-Ag-ZnO-Cu2O光伏電池的模擬研究.pdf

1、ZnO屬于Ⅱ-Ⅵ族帶隙半導(dǎo)體，具有抗氧化性、壽命長(zhǎng)、資源豐富、無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，因此在太陽(yáng)能電池等光電領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。通過(guò)摻雜有效地調(diào)節(jié)ZnO的能帶是實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良的ZnO光電器件的途徑之一。本文采用基于密度泛函的第一性原理方法，對(duì) ZnO的C d、Ag摻雜改性進(jìn)行了探討；并設(shè)計(jì)了一種Cd-Ag:ZnO/Cu2O結(jié)構(gòu)的全氧化物太陽(yáng)能電池。
　　本文首先研究了本征ZnO的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，分別采用GGA和 LDA近似計(jì)算Zn

2、O帶隙。接著對(duì)Cd、Ag分別摻雜ZnO進(jìn)行了研究，計(jì)算了CdxZn1-xO合金的帶隙，通過(guò)對(duì)摻雜前后電子能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度以及分態(tài)密度的計(jì)算和分析，發(fā)現(xiàn)合金CdxZn1-xO價(jià)帶頂由O2p占據(jù)；導(dǎo)帶頂端由O2p、Cd5s與Zn4s雜化軌道控制；對(duì)纖鋅礦結(jié)構(gòu) AgxZn1-xO的晶體進(jìn)行了第一性原理計(jì)算，通過(guò)分析Ag摻雜ZnO的電子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)Ag摻雜屬于受主摻雜，重?fù)诫s使得Ag4d電子的雜質(zhì)能級(jí)擴(kuò)展，與O2p電子占據(jù)的價(jià)帶頂端相連，導(dǎo)致Zn