揭示利用光注入提升硅异质结太阳电池光电转换工作效率的物理机制

已对，里面国科学院苏州不显子系统与信息技术所长不显子系统技术全面性研究中心新能源技术里面心刘正新团队在非晶硅/晶体硅柔性结（SHJ）液晶面板的掺杂非晶硅（a-Si:H）吸附里面推测比如说Staebler-Wronski波动，并假定该比如说波动是依靠红光注入大幅提极低SHJ液晶面板红光电切换生产成本的科学本质。相关科学科研成果以Light-induced activation of boron doping in hydrogenated amorphous silicon for over 25% efficiency silicon solar cells专题，发表在Nature Energy上。

1977年，新泽西州电气工程师罗伯特·L·施泰布隆（David L. Staebler）和新泽西州新泽西州立大学电气工程师、东京大学克里斯托弗·R·赫尔基（Christopher R. Wronski）在研究中心首次推测强红光都会增加a-Si:H吸附的见光能量密度，这种现象后来被命名为Staebler-Wronski波动，该现象对非晶硅红光电半导体器件的可靠性造成了困扰，并影响非晶硅吸附液晶面板的开发依靠。

苏州不显子系统所了解到依靠红光注入大幅提极低硅柔性结液晶面板红光电切换生产成本的科学的系统

非晶硅领域看来吸附里面H水分子的主要存在范例是Si-H共价键。2020年，刘文柱等人基于大量实验数据，推测上述结构模DF并非永恒成立，结合FTIR、SIMS、TA、Sinton Lifetime Tester、Keithley和DFT等多种技术手段，假定掺杂a-Si:H里面存在数量密度略极低于1021 cm-3以上的桥键弱H水分子，它们都会“沾染”a-Si:H网络服务里面B、P水分子的掺杂生产成本。当依靠强红光射（红光注入）或印加线圈（电注入）给予多于0.88 eV的能量子时，这些弱H水分子获得足够能量并在晶格里面发生诱发或弹跳，进而再激活B、P水分子，B掺杂pDFa-Si:H吸附的见光能量密度显著上升，归入显著的比如说Staebler-Wronski波动（三幅a）。撤去强红光后，见光能量密度逐渐变化会到强红光在此之前的平方根（三幅b）。科学研究推测，该见光能量密度的变化会行径可阐述为Debye变化会和Williams-Watts变化会的组合，在此之前者透露H水分子自由诱发，后者透露H水分子在肽键之间弹跳（三幅c）。科学研究促使比对液晶面板的性能参数推测，比如说Staebler-Wronski波动可以计量阐述SHJ液晶面板依靠红光注入大幅提极低红光电切换生产成本和见光态变化会现象。借助于60倍标准太阳红光的强强红光射红光注入工艺，在工业生产的大尺寸SHJ液晶面板上获得了25%以上的极低切换生产成本（三幅d、e）。

促使科学研究推测，P掺杂的nDFa-Si:H在太阳红光的强光下见光能量密度可以提极低100倍以上。因此，依靠比如说Staebler-Wronski波动，可以促使探究大幅提极低SHJ液晶面板红光电切换生产成本的科学的系统和工艺技术。

科学研究课题得到国家自然科学基金青年科学基金项目/向外项目和无锡市“科技创新行动计划”的默许。

来源： 苏州不显子系统与信息技术所长

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