研究目的
研究磷化镓硼（GaBP2）作为新型III-V族半导体材料在高效率光伏领域的应用潜力。
研究成果
GaBP2被确认为一种极具前景的新型III-V族半导体光伏材料，具有1.65电子伏特的理想带隙、高电子迁移率及稳定性。该研究还提出了估算新型III-III-V和II-IV-V族半导体带隙的标度定律。
研究不足
该研究聚焦于GaBP2作为光伏材料的理论预测与验证，未涉及实验合成及实际应用挑战。
磷化镓硼（$$\hbox {GaBP}_{2}$$）：一种用于光伏发电的新型III-V族半导体
DOI：10.1007/s10853-020-04631-5
期刊：Journal of Materials Science
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
我们采用机器学习（ML）方法，发现了一种具有高效光伏所需最佳带隙的新型III-V族半导体材料——磷化镓硼（GaBP2，空间群：Pna21）。最先进的从头算密度泛函理论模拟进一步验证了ML预测结果。计算表明GaBP2的Heyd-Scuseria-Ernzerhof带隙为1.65电子伏特，接近实现理论Queisser-Shockley极限的理想值（1.4-1.5电子伏特）。其电子迁移率与硅相当。与钙钛矿不同，这种新材料在热力学、动力学和机械性能上均具有稳定性。最重要的是，GaBP2的化学成分无毒且地壳丰度较高，使其成为新一代光伏材料。通过ML分析，我们证明仅需极少量特征参数即可将III-III-V和II-IV-V族半导体的带隙预测误差控制在均方根误差小于0.4电子伏特范围内。我们建立了一组标度律，可据此估算三种不同晶相的III-III-V和II-IV-V族新半导体的带隙，预测误差同样保持在0.4电子伏特以内。
作者：
Upendra Kumar，Seung-Cheol Lee，Sanjay Nayak，Soubhik Chakrabarty，Satadeep Bhattacharjee
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