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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115547419B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211217408.5，技术领域涉及：G16C10/00；该发明授权基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法是由严辉;李汶玲;郑子龙;楚飞鸿;周荣锟;张美玉;张永哲;王如志设计研发完成，并于2022-10-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法，通过Lammps软件中“deposit”沉积命令将SiH3基团分子作为沉积对象，使SiH3基团分子沉积到光滑的晶体硅基底上；即采用分子动力学模拟中的沉积命令作为加载工具，根据牛顿第二定律，分子沉积后构成分子的原子的速度会发生变化，原子间的作用力会使SiH3分子生长在晶体硅上，即晶体硅上面生长了氢化非晶硅薄膜；采用混合势函数描述晶体硅和SiH3分子中原子和原子的相互作用。该方法基于开源软件Lammps和可视化工具Ovito，在可视化结果分析后结合粗糙度公式，从而计算得出晶硅上面生长的氢化非晶硅薄膜表面粗糙度大小，为实际中制备薄膜所需要的条件提供理论指导。

本发明授权基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法在权利要求书中公布了：1.基于分子动力学模拟测试硅基太阳电池表面粗糙度的方法，其特征在于，所述的方法包含以下步骤： 步骤1：利用Materials Studio软件建立出SiH3基团分子及晶体硅基底模型；通过Lammps软件中的msi2lmp程序，将建立的SiH3基团分子及晶体硅基底模型的坐标文件转换为Lammps软件可识别的数据文件；构建模拟盒子，模拟盒子中的晶体硅原子个数为416个，晶体硅基底选用结构最稳定的面；模拟盒子的真空层为沉积分子的空间区域； 步骤2：晶体硅基底上是几纳米的真空层，SiH3基团分子作为沉积物质，从真空层的顶部突现插入然后沉积；Lammps软件中首先设定晶体硅基底的模拟体系，进而设定模拟初始参数并使用三维模拟模式，计量单位选择metal格式，设置模拟空间三个方向边界均为周期边界，设定原子类型为full格式，原子之间的键类型为harmonic格式，设定硅原子和氢原子的质量；设定模拟体系的初始坐标和初始速度并选定模拟时间步长； 步骤3：选择原子间相互作用势，使用混合势函数即多体势tersoff势函数和两体势LJ势函数来描述硅原子与硅原子、硅原子与氢原子的相互作用，即Lammps软件中的pair_style类型设定为hybrid tersoffljcut 10； 步骤4：Lammps软件中选择fix deposit命令，每隔10000步在模拟盒子的真空层插入一个SiH3基团分子，一共插入600个SiH3基团分子；基于Lammps软件中的thermo_modify命令，在模拟盒子真空层顶端设置一个删除区域，将脱离晶体硅基底的分子删除，以保证其不会影响后续SiH3基团分子的沉积； 步骤5：将晶体硅基底的模拟体系自上而下分为自由区、恒温区、固定区三部分，边界施加约束条件对固定区使用命令region命令进行固定，自由区则使原子完全在牛顿力学规律下自由运动，对晶体硅基底和沉积分子用group命令进行分组，用于沉积过程辨认； 步骤6：晶体硅基底施加随机初速度，进行能量最小化计算，确定晶体硅基底的能量最优结构也即能量最稳定的机构； 步骤7：对晶体硅基底整体采用NVT系综进行驰豫，驰豫中的控温方法采用Nose‑Hoover方法，将温度控制在475K； 步骤8：基于以上步骤4、5、6、7获取模拟体系的最终数据，将含有原子坐标信息的输出文件导入到Ovito可视化软件中，基于Ovito可视化软件获取不同时刻薄膜沉积的快照及最终薄膜生长的形貌图； 步骤9：基于步骤8的形貌图，在Ovito可视化软件中获取生长分子原子的个数及原子坐标参数；利用粗糙度RMS公式，统计氢化非晶硅薄膜生长后表面的原子个数即SiH3沉积下来以后生成氢化非晶硅薄膜的原子个数及生长原子平均高度值与生长原子的z轴值即SiH3沉积下来以后生成氢化非晶硅薄膜的原子个数，从而计算出氢化非晶硅薄膜表面的粗糙度大小；n表示基底上沉积原子数，zi表示第i个原子的z坐标，表示所有沉积原子z坐标的平均值。

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