硫化锡电子结构和光学性质的第一性原理研究文献综述

 2021-10-25 21:29:03

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光电材料是一种可以实现光电之间相互转化的功能材料,诸如太阳能电池材料、光催化水解材料、光敏器件等。

人类社会的发展同时,必然导致资源很快消耗、化石能源枯竭、生态环境恶化等问题。

[1]因此对各种新型能源的开发就显得非常紧急,而在各种新型能源中,太阳能作为一种取之不尽用之不竭的可再生能源,具有安全、环保且丰富的特点,对它的开发迫在眉睫。

光伏发电技术是对太阳能利用最直接有效的方式,光电转换效率直接由光伏材料的光电性能决定,因而必须注重对光伏材料的研发。

一直以来,以单晶硅、锑化镉 (CdTe)和铜铟镓硒CIGS为代表的半导体材料有着快速的发展,但是受制于成本和环境污染等问题,基于这些材料的光伏器件遇到了发展的瓶颈,[2]新材料的发展日新月著,第IV主族金属单硫化合物逐渐进入人们的视野。

此类化合物中,以SnS为代表,具有良好的半导体性质,具有合适的能隙值以及高吸收系数,而且具有良好的环境兼容性、地壳储量丰富等特点,[3]非常适合用于太阳能电池、光伏电池等柔性器件中,在光伏材料领域具有独特的优势,因此,研究SnS材料具有重要意义。

[7]由于SnS在高灵敏度光电探测器、场效应晶体管、光伏电池、锂离子负极材料电池和电化学传感方面的潜在的应用,其受到越来越多研究者的关注。

但是,到目前为止,对于单层或几层IV族层状化合物的报道还比较少,用理论研究SnS更是鲜有报道。

[2]因此,此材料的特性在很多方面是未知的。

然而,金属硫化物显示出了各种各样的电学和光学特性,适用于催化、光电子和锂离子电池等众多领域,可以预测它们会表现出诸多特殊的性质。

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