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申请/专利权人：电子科技大学长三角研究院(湖州)

摘要：本发明公开了一种近各向同性新型光伏材料的预测方法，属于物理化学领域，所述的预测方法，包括以下步骤：1确定计算参数；2优化BaTiS3和BaTiO3；3确定不同组分的稳定构型；4分析四种稳定构型的结构性质；5计算四种稳定构型的光学吸收。本发明发现的BaTiOS2三个主轴在可见光范围内的光学吸收可认为近光学各向同性，且光学带隙为1.5eV，有望成为新型优良光伏材料。本发明为实验合成新型光伏材料提供理论指导，并且可降低反复实验带来的人力、时间以及成本消耗。

主权项：1.一种近各向同性新型光伏材料的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1确定计算参数在VASP软件上，选用密度泛函理论框架内的缀加平面波方法，交换相关函数选用基于广义梯度近似的Perdew-Burke-Ernzerhof函数，用于计算的Ba，Ti，O，S原子的电子组态分别是Ba5p66s2，Ti3d34s1，O2s22p4，S3s23p4；用不同的HubbardU值计算六方BaTiS3的态密度，随后分析态密度图，并确定后续计算所用的U值；2优化BaTiS3和BaTiO3六方BaTiS3单胞包含10个原子，四方BaTiO3单胞包含5个原子，为保持原子个数一致，将四方BaTiO3扩至1×1×2的超胞，将BaTiO3和BaTiS3的计算结果与实验和计算值比较；3确定不同组分的稳定构型为确定不同组分的稳定构型，选用两条取代路线：第一条路线，用S取代BaTiO3的O，对于S的任一浓度，用SpecialQuasirandomStructures方法确定其最稳定的结构，然后用DFT+U方法优化该稳定结构；第二条路线，用O取代BaTiS3的S，余下操作与第一条路线一致，对于同一组分，比较基于母体结构BaTiS3和基于母体结构BaTiO3的构型的基态能量，能量低的结构是最终的稳定构型；4分析四种稳定构型的结构性质用DFT+U方法优化稳定构型BaTiO3-xSx，处理输出文件，画出稳定构型的几何结构以及计算阴阳离子之间的键长，分析S和O的不同比例对BaTiO3内部结构的影响；5计算四种稳定构型的光学吸收用DFT+U方法计算四种稳定构型的光吸收图，处理输出文件，画出光学吸收图，分析四种稳定构型光学吸收图的差异；步骤1中动能截断值为600eV；步骤1中布里渊区的K值为4×4×4；步骤1中能量收敛精度为10-5eV；步骤1中为确保计算结果的准确性，四方BaTiO3用于计算的晶格常数为实验值，a＝b＝3.99，c＝4.03；步骤1中六方BaTiS3用于计算的晶格常数亦为实验值，a＝b＝6.75，c＝5.83；步骤2中用DFT+U方法优化BaTiO3和BaTiS3；步骤3中S浓度的取值为0，0.25，0.5，0.75，1；步骤4中x＝0，0.5，1，1.5，2，2.5，3。

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