CdS,ZnO_(1-x)S_x电子结构和光学特性的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似(GGA)的PBE平面波超软赝势方法,研究了闪锌矿型CdS和ZnO1-xSx(x=0,0.25,0.5,0.75,1)的电子结构和光学特性。计算并分析了闪锌矿型CdS和ZnO1-xSx的复介电函数、光电导率、吸收系数和损失函数。研究结果表明,闪锌矿型CdS和ZnO1-xSx(x=0,0.25,0.5,0.75,1)均为直接带隙半导体材料。ZnO中一定浓度的硫掺杂,导致带隙宽度变窄,而晶格常数随掺杂基本呈线性变化。就目前制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池普遍使用CdS缓冲层而言,ZnO1-xSx具有与CdS类似的电子结构,但光学特性上高频特性有明显改善。这些特性对于改善电池吸收层表面性能和光吸收特性、制备高效CIGS薄膜太阳能电池非常有利。