(1)半导体的光电性质
CIGS和CZTS是两种高效的薄膜光伏电池吸光材料,继续探索与优化高效、无毒、价格低廉的新型体系仍然是目前基础研究的重要课题。针对窄带隙铜基体系在理论计算上的困难,课题组提出的mBJ+U方法简单可靠,可应用于该类体系带隙、光吸收、能带匹配等复杂光电及热电性质的理论计算。研究发现Cu2SiSe3和Cu2ZnSiTe4等若干新体系具有巨大的潜在应用价值。
(2)有机-无机复合钙钛矿结构材料
有机-无机复合钙钛矿结构材料CH3NH3PbI3提高染料敏华太阳能电池最高光电转化效率到20.1%。课题组基于形变势理论,通过计算立方相、四方相和正交相CH3NH3PbI3的电子结构,研究其高载流子迁移率的机制,分析成键结构对带边载流子输运性质的影响。发现反键结构通过降低载流子有效质量提高载流子迁移率,有利于光激载流子的有效分离和收集。