光伏半导体材料和Cu基存储材料的第一性原理研究开题报告.docx

光伏半导体材料和Cu基存储材料的第一性原理研究开题报告

一、选题背景

光伏发电和存储技术在可再生能源领域具有广泛应用前景，能够实现对太阳能等自然能源的有效利用和储存。其中，光伏发电的核心是光伏半导体材料，而存储技术的核心则是高性能的存储材料。因此，深入探究光伏半导体材料和存储材料的理论本质和性质具有重要的理论和实际意义。

二、选题意义

针对光伏半导体材料和Cu基存储材料，本研究将采用第一性原理计算方法，探究它们的晶体结构、电子结构、物理性质等方面的本质特征和规律。通过理论模拟和计算，本研究将推动光伏半导体材料和存储材料的材料设计和优化，以提高它们的性能和实用价值，为可再生能源的开发和利用提供技术支持和科学依据。

三、研究内容

2.1光伏半导体材料的第一性原理研究：

1）选择若干种具有应用前景的光伏半导体材料（如铜硫化物、钙钛矿材料等），进行晶体结构分析和电子结构计算；

2）探究光伏半导体材料的光电特性和储能性能等关键物理性质，分析其物理本质和规律；

3）旨在提高对光伏半导体材料的认识，并为光伏材料的材料设计和优化提供科学依据和技术支持。

2.2Cu基存储材料的第一性原理研究：

1）选择若干种具有应用前景的Cu基存储材料（如石墨烯基材料、CuO等），进行晶体结构和电子结构计算；

2）探究Cu基存储材料的物理性质和存储性能等关键物理特性，分析其物理本质和规律；

3）旨在提高对Cu基存储材料的认识，并为存储材料的开发和优化提供科学依据和技术支持。

四、研究方法和技术路线

本项目将采用第一性原理计算方法，包括密度泛函理论和平面波赝势方法，对光伏半导体材料和Cu基存储材料进行电子结构计算和物性分析。

在计算方法上，采用的计算软件包包括VASP和QuantumESPRESSO等。在计算技术上，将采用基于DFT方法的材料计算，包括能带结构、器件性能和光学性质等方面的计算和分析。

五、论文结构

本研究报告将分为以下章节：

第一章绪论

第二章理论基础

第三章光伏半导体材料的第一性原理研究

第四章Cu基存储材料的第一性原理研究

第五章结论与展望

六、参考文献

[1]CaiW,LiY,LiuJetal.DFTstudyofthecrystalstructureandelectronicpropertiesofCu2ZnSnS4[J].MaterialsResearchBulletin,2015,63:45-52.

[2]SahbaY,AmeshG,RajeshAetal.TheoreticalstudyofelectronicandopticalpropertiesofCuO[J].ChemicalPhysicsLetters,2009,468(1-3):72-76.

[3]ZengL,HuangQ,LeiJ.First-principlesstudyofelectronicstructureandopticalpropertiesofgraphene/Cucomplexes[J].JournalofChemicalPhysics,2013,139(22):224702.

[4]WangY,WuY,ZengXetal.EnhancedphotocatalyticperformanceofCaTiO3bydopingwithtransitionmetaloxides:afirst-principlesstudy[J].RSCAdvances,2016,6(12):9499-9506.