Hydrogen-induced degradation dynamics in silicon heterojunction solar cells via machine learning

降级(电信) 异质结 非晶硅 材料科学 开路电压 太阳能电池 光电子学 分子动力学 无定形固体 计算机科学 化学物理 电压 晶体硅 化学 电气工程 计算化学 结晶学 工程类 电信 有机化学
作者
Andrew Diggs,Z.X. Zhao,Reza Vatan Meidanshahi,Davis Unruh,Salman Manzoor,Mariana I. Bertoni,Stephen M. Goodnick,Gergely T. Zimányi
出处
期刊:Communications materials [Springer Nature]
卷期号:4 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1038/s43246-023-00347-6
摘要

Abstract Among silicon-based solar cells, heterojunction cells hold the world efficiency record. However, their market acceptance is hindered by an initial 0.5% per year degradation of their open circuit voltage which doubles the overall cell degradation rate. Here, we study the performance degradation of crystalline-Si/amorphous-Si:H heterojunction stacks. First, we experimentally measure the interface defect density over a year, the primary driver of the degradation. Second, we develop SolDeg, a multiscale, hierarchical simulator to analyze this degradation by combining Machine Learning, Molecular Dynamics, Density Functional Theory, and Nudged Elastic Band methods with analytical modeling. We discover that the chemical potential for mobile hydrogen develops a gradient, forcing the hydrogen to drift from the interface, leaving behind recombination-active defects. We find quantitative correspondence between the calculated and experimentally determined defect generation dynamics. Finally, we propose a reversed Si-density gradient architecture for the amorphous-Si:H layer that promises to reduce the initial open circuit voltage degradation from 0.5% per year to 0.1% per year.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hy完成签到 ,获得积分10
刚刚
华仔应助闲鹤采纳,获得10
1秒前
baoziying发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
izumi完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
12秒前
魔幻冷霜完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
izumi发布了新的文献求助10
12秒前
Uncanny完成签到,获得积分10
12秒前
贝肯尼完成签到,获得积分20
13秒前
Qian发布了新的文献求助10
16秒前
贝肯尼发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
壮观复天发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
研友_ZrllXL发布了新的文献求助10
22秒前
huyulele发布了新的文献求助30
24秒前
共享精神应助青竹采纳,获得10
25秒前
内向的花卷完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
Qian完成签到,获得积分10
28秒前
preference完成签到 ,获得积分10
29秒前
神凰发布了新的文献求助10
29秒前
吃不起橘子了完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
33秒前
科目三应助暴躁的洋葱采纳,获得10
36秒前
闲鹤发布了新的文献求助10
36秒前
huyulele完成签到,获得积分10
36秒前
神凰完成签到,获得积分10
37秒前
shen完成签到 ,获得积分10
37秒前
wanci应助粱乘风采纳,获得10
37秒前
隐形曼青应助洛阳吃糖采纳,获得10
37秒前
dcm完成签到 ,获得积分10
38秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
Return应助科研通管家采纳,获得20
42秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
Crystal structures of UP2, UAs2, UAsS, and UAsSe in the pressure range up to 60 GPa 570
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3465571
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3058673
关于积分的说明 9062670
捐赠科研通 2749045
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1508274
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696885
邀请新用户注册赠送积分活动 696544