Poly -Si 결정은 비용이 저렴하기 때문에 주로 태양 전지에 사용됩니다. 여기서 태양광의 파장에 대한 감도 영역을 확장하여 태양 전지 의 엔지니어링 효율을 높여야 합니다.. Si 또는 Ge 기판 상에 C, Ge(C, Si) 및/또는 Sn 원자로 도핑된 Si(Ge) 막과 같은 IV족 화합물 반도체 막은 이 기술에 대한 잠재적인 솔루션으로 확인되었습니다. 문제. 본 연구에서는 밀도 범함수 이론을 이용하여 Si에서 C, Ge, Sn 원자의 각 원자 구성의 형성 에너지를 계산하였다. Kamiyama et al.이 제안한 "Hakoniwa" 방법. [Materials Science in Semiconductor Processing, 43, 209 (2016)] 비율을 얻기 위해 C, Ge 및/또는 Sn의 최대 3개 원자(최대 4.56%)를 포함하는 Si의 64 원자 슈퍼셀에 적용했습니다. 각 원자 구성 및 Si 밴드갭의 평균값. 기존의 GGA(generalized gradient approximation)뿐만 아니라 screened-exchange local-density approximation(sX-LDA) 기능도 보다 안정적인 Si 밴드갭을 얻기 위해 사용되었습니다. 분석 결과는 네 가지입니다. 첫째, 2개의 C(Sn) 원자는 3일 때 에너지적으로 안정하다.rd , 4 , 6 , 7 , 9 th 는 서로 이웃하는 반면 두 Ge 원자의 안정성은 원자 구성과 무관합니다. 둘째, C와 Ge(Sn) 원자는 2 번째 , 5 번째 , 8 번째 (1 번째 와 8 번째) 일 때 안정하다.) 이웃하는 반면 Sn 및 Ge 원자의 안정성은 원자 구성과 무관합니다. 셋째, Si 밴드갭은 Si가 C 및/또는 Sn 원자(Ge 원자)를 포함할 때 원자 구성에 의존합니다(의존하지 않음). 균일하게 C를 최대 4.68%까지, Ge(Sn)를 최대 3.12%까지 균일하게 도핑하면 Si 밴드갭의 평균값이 감소했습니다. C 도핑은 Si 밴드갭을 가장 많이 감소시켰고 Ge 도핑은 가장 적게 감소시켰다. 넷째, 1:1 비율(C와 Ge 1:1, Ge와 Sn 1:1)로 C와 Sn을 1.56%로 균일하게 공동 도핑하면 Si 밴드갭도 감소한다. 여기에 표시된 결과는 태양 전지 응용에 중요한 Si 결정의 주어진 함량에 대한 밴드갭을 예측하는 데 유용할 것입니다.

출처:IOP과학

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