摘要：基于第一性原理计算研究异质结太阳能电池和光催化水解析氢的载流子转移机理、效率和非绝热动力学等方面都取得了较多成果。虽然还存在准确性方面的局限,但基本建立起了结构和性能的关系,能够对异质结的太阳能转氢率和太阳能电池的能量转换率进行理论预测,为实验制备提供候选物和设计思路。本文主要关注基于第一性原理计算研究异质结方法及其应用的进展,总结不同类型的异质结的能带排列及电荷转移机制方面的特点及理论评估其性能的方法,并讨论基于原子结构设计调控异质结性能的方式,展望了第一性原理计算在发展光催化及太阳能电池材料中的应用前景,为通过计算研究基于异质结的光催化剂和太阳能电池材料的微观结构提供方法和思路。

摘要：运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了非金属C元素的不同掺杂浓度和掺杂位置对单层MoS_2光学性质的影响.计算结果显示:C掺杂能在单层MoS_2禁带中引入受主能级,使它变为P型半导体.C掺杂后能提高近红外光区、可见光区的吸收系数,并且掺杂浓度的增加可以连续增加在此波段的光吸收.这表明C掺杂的单层MoS_2可以用于设计太阳光能量收集或光催化剂等方面的材料.