纖鋅礦結構的Cu In S2（WZ-CIS）以其獨特的光學特性,以及在實驗制備中表現(xiàn)出靈活的化學計量學等特點,目前被認為是一種非常有前景的光電材料應用在太陽能電池的吸光層。典型的薄膜太陽能電池結構是:前電極|Zn O窗口層|Cd S緩沖層|CIS吸光層|Mo背電極|玻璃。研究發(fā)現(xiàn),在CIS吸收層沉積過程中部分S原子會向Mo背電極層發(fā)生一定的擴散,結合Mo背電極層部分Mo原子,在CIS層與Mo層之間會形成一個均勻的Mo S2中間層。Mo S2層的形成有助于在CIS-Mo界面處形成一個簡易的準歐姆接觸,從而促進Mo與CIS之間的電傳導性,這有利于改善太陽能電池裝置的性能及轉化效率。本文以密度泛函理論的第一性原理計算方法為基礎,從原子層次上分別探討了WZ-Cu In S2吸光層與Mo S2中間層、WZ-Cd S緩沖層之間的界面,研究了包括:界面局域晶格結構、界面結合方式、界面結合能、電荷轉移情況等。研究發(fā)現(xiàn),WZ-Cu In S2的（100）晶面與Mo S2的（-100）晶面、Cd S的（100）晶面可以進行良好的晶格匹配,其晶格失配度分別為3.5%、5.6%。對WZ-CIS（-100）/M... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究意義
    1.2 課題的研究背景及國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究進展
        1.2.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 CIS薄膜太陽能電池介紹
        1.3.1 薄膜太陽能電池的基本構造
        1.3.2 電池工作原理
        1.3.3 CIS吸收層與Mo背電極層的歐姆接觸
        1.3.4 金屬與半導體的隧道效應
        1.3.5 太陽能電池表面和界面電子態(tài)
    1.4 電子結構
        1.4.1 電荷密度
        1.4.2 電子態(tài)密度（Density of States，DOS）
        1.4.3 能帶理論和能帶結構
    1.5 本文研究內容
第2章 第一性原理計算
    2.1 第一性原理的起源
    2.2 第一性原理的計算思路
    2.3 波函數(shù)
    2.4 薛定諤方程
    2.5 密度泛函理論和交換關聯(lián)泛函
    2.6 常用軟件介紹
        2.6.1 Vienna Ab-initio Simulation Package（VASP）
        2.6.2 Materials Studio 6.0
第3章 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的晶格結構和電學性質研究
    3.1 WZ-CuInS_2體相的晶格結構及電子特性
    3.2 MoS_2體相的晶格結構及電子特性
    3.3 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的晶格匹配及表面的結構形態(tài)
        3.3.1 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的晶格匹配
        3.3.2 WZ-CuInS_2(100)和MoS_2(-100)表面晶格結構和界面層厚的選擇
    3.4 WZ-CuInS_2(100)、MoS_2(-100)表面電學性質的研究
        3.4.1 WZ-CuInS_2(100)表面總態(tài)密度及局域態(tài)密度的研究
        3.4.2 MoS_2(-100)表面總態(tài)密度及局域態(tài)密度的研究
    3.5 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的晶格結構、結合能和電子特性的研究
        3.5.1 WZ-CuInS_2/MoS_2界面模型的構建
        3.5.2 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的局域晶格結構
        3.5.3 WZ-CuInS_2/MoS_2界面的結合能力
        3.5.4 WZ-CuInS_2/MoS_2界面局域態(tài)密度及分波態(tài)密度的研究
        3.5.5 WZ-CuInS_2/MoS_2界面差分電荷密度及Bader電荷分析
    3.6 本章小結
第4章 WZ-CuInS_2/CdS界面的晶格結構和電學性質研究
    4.1 WZ-CdS體相晶格結構及電子特性
    4.2 WZ-CuInS_2(100)表面和WZ-CdS(100)表面結構及性質的研究
    4.3 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面晶格結構、結合能和電子特性的研究
        4.3.1 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面幾何學研究
        4.3.2 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面模型的構建
        4.3.3 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面的局域晶格結構
        4.3.4 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面的結合能力
        4.3.5 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面的局域態(tài)密度及分波態(tài)密度研究
        4.3.6 WZ-CuInS_2/WZ-CdS界面的差分電荷密度及Bader電荷分析
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表學術論文目錄



本文編號：3370240