研究目的
研究GaS/C2N范德华异质结构在光伏应用中的电子、光学及结构特性。
研究成果
预测二维GaS/C2N异质结构将成为未来开发高性能光伏器件的有效材料，其功率转换效率达17.8%。带隙减小和可见光吸收边增强使其成为铅基材料的合适替代品，可降低对人体健康和环境的毒性。
研究不足
该研究基于理论计算和模拟，可能无法完全涵盖所有现实条件和变量。需要实验验证来确认研究结果。
调控GaS/C2N范德华异质结的电子、光学及结构特性以实现光伏应用：第一性原理计算
DOI：10.1007/s42452-020-2091-y
期刊：SN Applied Sciences
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
由于能源需求增加，需要大量可再生能源来维持人们的生活。研究人员通过研究具有光学特性和可调带隙的可见光半导体光伏材料，为解决能源危机提供方案。本研究通过设计硫化镓（GaS）/氮化碳（C2N）范德华（vdWs）异质结构，探究了包括GaS和C2N单层在内的二维（2D）半导体作为光伏材料的潜力。采用密度泛函理论（DFT）研究了GaS/C2N vdWs异质结构的结构、光伏应用、电子及光学特性。与GaS和C2N单层相比，GaS/C2N vdWs异质结构表现出更低的理想直接带隙1.251 eV，投影态密度显示其为I型能带排列。该异质结构的功函数远低于GaS单层和C2N层，表明电子从基态跃迁所需能量更少。电荷密度转移显示电荷从GaS向C2N重新分布。计算得出GaS/C2N异质结构的功率转换效率（η）为17.8%?；谡庑┙峁?，预测二维GaS/C2N异质结构将成为未来开发高性能光伏器件的有效材料。
作者：
Seiso Emmanuel Tsoeu，Francis Opoku，Penny Poomani Govender
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