人工晶体学报

作者：张冷, 黄佳健, 申辉, 吴孔平

单位：1.金陵科技学院电子信息工程学院，南京 211169；2.南京大学物理学院，固体微结构物理全国重点实验室，南京 210093

关键词：硒化锑,太阳电池,散射机制,空穴迁移率,第一性原理,密度泛函理论,玻尔兹曼输运理论,

基金：国家自然科学基金(61904071);2023年江苏省高校青蓝工程培养对象项目

硒化锑（Sb2Se3）以原料丰富、无毒、稳定等优势，成为一种前景广阔的薄膜光伏材料。尽管Sb2Se3光电转换效率已取得长足进步，但其背后的载流子输运机理，尤其是限制空穴迁移率的关键散射机制仍不清晰。针对此问题，本研究采用第一性原理密度泛函理论（DFT）结合玻尔兹曼输运理论，量化分析了声学形变势（ADP）散射、电离杂质（IMP）散射及极性光学声子（POP）散射对空穴迁移率的贡献，计算得到的室温空穴迁移率为42.8 cm2·V-1·s-1。研究发现，在105~650 K温度区间，极性光学声子散射是限制Sb2Se3空穴迁移率的主导机制；迁移率沿三个主要晶向（x， y， z）表现出明显的各向异性，y轴方向上迁移率最高，z轴方向上迁移率最低。同时发现：低载流子浓度下，空穴迁移率随着载流子浓度增加基本不变；高载流子浓度下，空穴迁移率随着载流子浓度增加而降低。该研究阐明了Sb2Se3空穴迁移率的影响因素，为其性能优化提供了一定理论依据。

来源：2026年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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