低维材料光电性质的第一性原理研究

项目名称： 低维材料光电性质的第一性原理研究

项目编号： No.11404206

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈竞哲

作者单位： 上海大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 光能的吸收和转换过程中的物理问题以及实际应用已经成为研究热点。工业上，传统的硅基光电技术仍处于主流地位，因其造价昂贵和转换效率低使得光电在当前全球能耗中仅占2-3%。低维材料具有比表面积大，光吸收充分的优点，新兴的低维材料，如一维的纳米管/线， 二维的石墨烯等，生产工艺日趋成熟，超高的迁移率也使得它们成为最有潜力的新一代光电材料。从理论的角度而言，光电转换的微观机制仍缺乏充分的物理解释，限制转换效率的本质因素也没有定量的描述。第一性原理的方法则在这方面提供了一个强有力的工具。我们拟自行开发以GW+BSE方法为主要模块的代码，来研究材料基态的电子结构以及由于光激发带来的能态重整，获得材料的光吸收谱，再结合已有的同为自行开发计算光电流的代码，研究在输运体系中，不同材料结构的光电响应，其本征的电子结构以及界面态对光电转换的过程的影响。通过计算分析，试图寻找具有较高光电转换效率的新型太阳能电池。

中文关键词： 低维材料；光电材料；电子结构；输运性质；第一性原理

英文摘要： The physical problem and practical application in the absorption and transformation of solar energy has become a hot topic in current research. The traditional silicon-based photoelectric technology still dominates the industry market, while its market sh

英文关键词： low-dimensional material；photo-electric material；electron structure；transport property；first-principle method