(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111510074.6 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 江苏城乡建 设职业学院 地址 213000 江苏省常州市殷村职教园和 裕路1号 (72)发明人 韩美俊　肖炳科　许宏良　张少瑜　 (74)专利代理 机构 常州市英 诺创信专利代理事 务所(普通 合伙) 32258 代理人 李楠 (51)Int.Cl. H02N 1/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/10(2020.01) (54)发明名称 用于半导体发光组件的异质结发电设备及 计算机构建方法 (57)摘要 本发明属于半导体发光组件技术领域， 涉及 一种用于半导体发光组件的异质结发电设备及 计算机构建方法， 设备包括： 依次连接成回路的 正极、 磷烯二维材料异质结基底和负极， 设置在 正极和磷烯二维材料异质结基底之间的包括 F4TCNQ分子层的强电子受体装置， 设置在负极和 磷烯二维材料异质结基底之间的包括BV分子层 的强电子供给装置， 以及谐振器； 磷烯二维材料 异质结基底包括靠近BV分子层一侧的二维磷烯 γ‑P层和形成在二维磷烯γ ‑P层表面且靠近 F4TCNQ分子层一侧的二维磷烯δ ‑P层； 谐振器工 作时， 带动分子在电极和异质结基底之间震动， 产生电荷转移并形成供电电流回路。 本发明发电 设备兼具高效、 低耗、 环保的特点。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114244178 A 2022.03.25 CN 114244178 A 1.一种用于半导体发光组件的异质结发电设备， 其特征在于： 包括： 通过外加电路依次 连接成回路的正极、 磷烯二维材料异质结基底和负极， 设置在正极和磷烯二维材料异质结 基底之间的强电子受体装置， 间隔设置在负极和磷烯二 维材料异质结基底之间的强电子供 给装置， 与强电子受体装置和强电子供给装置连接的谐振器， 以及用于控制谐振器震动的 控制装置； 强电子供给装置包括BV分子(苄基紫精)层， 强电子受体装置包括F4TCNQ分子(2,3,5, 6‑四氟‑7,7',8,8' ‑四氰二甲基对苯醌)层， 磷烯 二维材料异质结基底包括靠近BV分子层一 侧的二维磷烯γ ‑P层和形成在二维磷烯γ ‑P层表面且靠近F4TCNQ分子层一侧的二维磷烯 δ‑P层； 谐振器工作时， 带动F4TCNQ分子和BV分子在电极和异质结基底之间震动， 产生电荷 转移并形成供电 电流回路。 2.根据权利要求1所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备， 其特征在于： 强电子 受体装置包括具有电子传输能力的二维基底材料， F4TCNQ分子层形成在二维基底材料表 面， 强电子受体装置接触到正电极时， 正电荷就会自动在正电极上积累； 强电子供给装置包 括具有电子传输能力的二维基底材料， BV分子层形成在二维基底材料表面， 强电子供给装 置接触到负电极时， 负电荷就会自动在负电极上积累。 3.根据权利要求1所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法， 其特征在于： 包括如下步骤： (1)构建二维磷烯γ ‑P和δ‑P单胞结构并优化， 对优化后的γ ‑P单胞结构采用4*5进行 超胞构建， δ ‑P单胞结构采用4* 3进行超胞构建， 分别得到单层稳定的γ ‑P和 δ‑P二维材料； (2)构建δ ‑P/γ‑P异质结材料： 对单层稳定的γ ‑P和 δ‑P二维材料扶手椅边和锯齿形边 施加应变处理， 再将γ ‑P纵向堆叠到δ ‑P上进行结构优化， 得到稳定的磷烯 二维材料异质结 基底； (3)构建结构稳定的F4TCN Q分子和BV分子； (4)将步骤(3)构建好的F4TCNQ和BV分子放在步骤(2)构建的磷烯二维材料异质结基底 的顶位、 桥位和空位， 分别计算吸附体系的吸附能， 最 终确定吸附体系的最稳定吸附位置和 吸附能大小； (5)分别计算F4TCNQ在磷烯二维材料异质结基底的δ ‑P层一侧的最稳定吸附位置和BV 磷烯二维材料异质结基底的γ ‑P层一侧的最稳定吸附位置的Bader电荷转移量和能带结 构， 画出输出电压和输出电流与分子对数量关系的匹配图， 确定所需分子数。 4.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法， 其特征在于： 步骤(1)中具体优化方法为： γ ‑P晶格常数扶手椅边为 锯齿形边为 δ‑P晶格常数扶手椅边为 锯齿形边为 分别设置 的真空层 并采用PBE+vdW泛函进行结构优化， 其 中能量收敛精度设置为1*10‑3meV/atom， 力的收敛精 度设置为 采用11*11*1的k点网格。 5.根据权利要求3所述的半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法， 其特 征在于： 步骤(2)中具体应变处理方法为： 对γ ‑P扶手椅边应变变量处理为压缩0.88％， 锯 齿形边应变变量处理为拉伸0.55％； 对δ ‑P扶手椅边应变变量处理为拉伸0.85％， 锯齿形边 应变变量处理为压缩0.57％， 使得两种二维材料扶手椅边都为 和锯齿形边为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114244178 A 26.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法， 其特征在于： 步骤(3)中具体构建方法为： 在MS(Material s Studio)软件中构建出F4TCNQ和 BV分子的结构， 并采用PBE+vdW的泛函进行结构优化， 能量收敛精度设置为1*10‑3meV/atom， 力的收敛精度设置为 采用9*9*1的k点网格， 从而获得准确度更高的结构稳定的 F4TCNQ和BV分子 。 7.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法， 其特征在于： 步骤(4)中吸附能计算方法为采用PBE+vdW泛函， 能量收敛精度设置为1*10‑ 3meV/atom， 力的收敛精度设置为 采用3*3*1的k点网格。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114244178 A 3