CuInSe2 is a chalcopyrite semiconductor used in solar cells. The paper "Defect physics of the CuInSe2 chalcopyrite semiconductor" shows that (i)it takes much less energy to form a Cu vacancy in CuInSe2 than to form cation vacancies in II-VI compounds, (ii)defect formation energies vary considerably both with the Fermi energy and with the chemical potential of the atomic species, and (iii)the defect pairs have particularly low formation energies. Using (i)-(iii), the authors (a)explain the existence of unusual ordered compounds CuIn5Se8, CuIn3Se5, Cu2In4Se7, and Cu3In5Se9, (b)attribute the very efficient p-type self-doping ability of CuInSe2 to the exceptionally low formation energy of the shallow defect Cu vacancies, and (c)explain in terms of an electronic passivation of an antisite of In on site Cu by a vacancy of Cu the electrically benign character of the large defect population in CuInSe2.
太陽電池として用いられているCuInSe2はカルコパイライト型構造の半導体である。論文"Defect physics of the CuInSe2 chalcopyrite semiconductor"において、(i)CuInSe2中におけるCu空孔の形成エネルギーはII-VI族半導体中における陽イオンのそれに比べて非常に小さい、(ii)欠陥の形成エネルギーはフェルミエネルギーや原子の化学ポテンシャルによって 大きく変化する、(iii)欠陥ペアの形成エネルギーは特に小さい、ということが示されている。これらを用いて、著者は(a)CuIn5Se8やCuIn3Se5、Cu2In4Se7、Cu3In5Se9などの普通でない並び方の化合物が存在する理由を説明し、(b)不純物をドープせずともp型になる理由はCu空孔の形成エネルギーが小さいことに起因するとし、(c)CuInSe2に多くの欠陥ができる理由を欠陥ペアの電気的不活性化の見地から説明している。