半导体中的缺陷和掺杂性质直接决定半导体的导电、发光等性质，因此对半导体产品的性能至关重要。近年来，光伏、LED屏幕显示等半导体产业开始采用多组分的半导体合金。合金中的缺陷和掺杂性质受多种因素影响，难以直接预测。本成果基于准无序结构模型和第一性原理计算，首次提出了半导体合金中缺陷有效形成能和有效过渡能级的概念和计算方法。该方法成功用于CdTe薄膜太阳能电池的改性，从理论角度精准预测了CdSexTe1-x合金的p型导电性增强以及太阳能转化效率的提高。预测结果被多个团队的实验验证。本成果于2019年发表于《中国物理B》杂志，并荣获中国物理学会 “2021年度最有影响论文”。