晶体MoO?中的外赋缺陷：溶解度及其对电子结构的影响

摘要： 采用基于密度泛函理论模拟的点缺陷分析方法，研究了六种潜在污染物（铜、铟、镓、硒、锡和锌）及五种潜在掺杂剂（钛、锰、钪、钒和钇）对太阳能电池氧化钼（MoO3）接触层电子光学特性的影响。研究发现：所考察污染物中锡、铟和镓在所有相关温压条件下均呈现高度不溶性，因此不会对太阳能电池制造构成威胁；锌、铜和硒具有一定溶解度，其中后两者会在价带附近引入有害缺陷态——通过提高MoO3沉积过程中的氧分压可避免此类污染。在五种异价掺杂剂中，因溶解度有限排除了钪、钛和钇，而钒表现出高度可溶性，锰则具有中等溶解度。锰和钒的掺杂效应与沉积时的氧分压密切相关：高氧分压（pO2）有利于形成置换缺陷（对锰掺杂可能有益，因其可在导带附近引入缺陷态），低氧分压则倾向于形成间隙缺陷。