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申请/专利权人：沈阳大学

摘要：本发明是一种基于ZnIn2S4的二维能源转换材料设计方法。所述方法为选择块体ZnIn2S4材料，构建结构模型，对结构模型进行优化，计算基态能量；利用优化后的ZnIn2S4块体结构模型，构建二维ZnIn2S4模型，对二维结构模型进行优化，计算基态能量；计算二维ZnIn2S4的剥离能，衡量其热力学稳定性；计算二维ZnIn2S4的声子谱，衡量其动力学稳定性；计算二维ZnIn2S4的能带结构、态密度及光学性质；通过元素掺杂，优化二维ZnIn2S4的稳定性和光学性质，获得太阳光谱全吸收的二维ZnIn2S4基功能材料。本发明可避免大量试错实验造成的成本损失，可应用于光催化、太阳能电池、光热材料等与光吸收相关的研究和应用领域。

主权项：1.一种基于ZnIn2S4的二维能源转换材料设计方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）构建模型（1a）利用第一性原理建模软件，构建ZnIn2S4块体材料的原胞，并对其进行结构优化，计算基态能量；（1b）利用步骤（1a）得到的优化后的ZnIn2S4块体材料原胞，构建二维ZnIn2S4模型；（1c）在步骤（1b）得到的二维ZnIn2S4材料模型的基础上，建立不同的原子掺杂位点对应的二维ZnIn2S4超晶胞模型；（2）计算模拟（2a）设置适当的计算参数，利用第一性原理计算软件，对步骤（1b）获得的二维ZnIn2S4模型进行结构优化，获得其基态几何结构，计算基态能量；（2b）利用基态能量计算结果，计算二维ZnIn2S4的剥离能，衡量其热力学稳定性；（2c）利用步骤（2a）得到的二维ZnIn2S4基态几何结构，计算其声子谱，衡量二维ZnIn2S4模型的动力学稳定性；（2d）在能量计算的二维ZnIn2S4模型的基础上，设置相关输入文件，利用第一性原理计算软件，计算其能带结构、态密度和光学性质；（2e）设置适当的计算参数，利用第一性原理计算软件，对步骤（1c）建立的掺杂后的二维ZnIn2S4模型进行结构优化，获得其基态几何结构，计算基态能量；（2f）在步骤（2e）得到的掺杂二维ZnIn2S4基态几何结构的基础上，计算掺杂二维ZnIn2S4的形成能，衡量其热力学稳定性；（2g）在步骤（2e）得到的掺杂二维ZnIn2S4基态几何结构的基础上，设置相关输入文件，利用第一性原理计算软件，计算其能带结构、态密度和光学性质；（3）分析结果利用后处理软件，对第一性原理计算结果进行分析，绘制出二维ZnIn2S4及元素掺杂后的ZnIn2S4的能带结构、态密度和光吸收系数，从而得到掺杂原子对二维ZnIn2S4的稳定性、能带结构、态密度及光吸收的影响，获得太阳光谱全吸收的二维ZnIn2S4基能源转换材料。

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百度查询： 沈阳大学 一种基于ZnIn₂S₄的二维能源转换材料设计方法