Mg掺杂Cu₂ZnSnS₄的第一性原理研究（英文）

孙顶^1,2，丁彦妍¹，孔令炜³，张玉红²，郭秀娟²，魏立明²，张力⁴，张立新¹

1. 南开大学物理科学学院2. 吉林建筑大学电气与计算机学院3. 吉林建筑大学材料科学与工程学院4. 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所

摘 要：采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理对光伏材料Cu₂ZnSnS₄ （CZTS）掺Mg进行了研究。通过建立Mg取代CZTS中Cu、Zn和Sn的点缺陷结构,计算Mg掺杂缺陷的生成能及对CZTS电子结构的影响。计算结果表明掺Mg不引入深能级缺陷也不改变材料的禁带宽度;并且富Sn条件更有利于Mg取代Cu形成施主缺陷,使p型转变为n型。本研究可为CZTS太阳能电池掺Mg的应用研究提供理论基础。

关键词：铜锌锡硫;镁;第一性原理;太阳电池;