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1、CIGS(Copper Indium Gallium Selenium,銅銦鎵硒)太陽(yáng)電池因其良好的柔性以及優(yōu)異的抗輻照性能而在空間上具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。試驗(yàn)表明CIGS太陽(yáng)電池在1MeV電子能量1×1016e/cm2注量輻照下性能衰減較小。CIGS本身具有優(yōu)異的抗輻照性能,在太陽(yáng)電池中屬于內(nèi)部的吸收層,ZnO位于電池的表面,因而最容易受到粒子影響。本文通過(guò)輻照對(duì)CIGS電池中的ZnO層的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。利用I-V和QE來(lái)測(cè)量CI
2、GS太陽(yáng)電池的電性能,得到輻照后電池電性能發(fā)生衰減;利用暗特性分析知輻照后電池的暗電流增大,并聯(lián)電阻減??;X射線(xiàn)衍射(XRD)分析以及X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)分析可以檢測(cè)輻照引起的缺陷損傷;通過(guò)反射率測(cè)試分析手段對(duì)電池的衰減機(jī)理進(jìn)行研究。
1MeV電子穿透性能較強(qiáng),對(duì)電池各部分均造成損傷。電子輻照造成短路電流的下降,短路電流的下降進(jìn)一步引起開(kāi)路電壓的下降。電子輻照引起ZnO窗口層的電離損傷同時(shí)也會(huì)引起CdS的損傷。CIGS經(jīng)
3、過(guò)電子輻照后變化較小,說(shuō)明其具有較強(qiáng)的抗輻照性能。暗特性表明在輻照后引起電池內(nèi)部并聯(lián)電阻的減小。
經(jīng)SRIM計(jì)算50keV質(zhì)子會(huì)主要影響到ZnO層,同時(shí)也會(huì)影響到CdS層和CIGS層。隨著入射粒子能量的增加,開(kāi)路電壓、短路電流的衰減也增加。對(duì)比高能電子和低能質(zhì)子的輻照損傷可知,在低注量下在500nm和600nm都出現(xiàn)損傷峰,主要與CdS和CdS/CIGS界面的損傷相關(guān),質(zhì)子輻照造成390nm附近損傷峰,推測(cè)可能是ZnO吸收的下
4、降引起的,說(shuō)明低能質(zhì)子對(duì)ZnO損傷更明顯,體現(xiàn)出ZnO窗口層的重要影響作用。由EQE和IQE可知,質(zhì)子輻照后短路電流的下降主要是由于ZnO的光學(xué)性能退化,同時(shí)CdS和CdS/CIGS界面也受到較大損傷。
利用傾角入射進(jìn)一步縮短粒子射程。50keV質(zhì)子60°入射,輻照后量子效率短波段下降較0°入射更為明顯,且電池反射率增加也明顯,說(shuō)明ZnO受到的損傷更嚴(yán)重。利用wxAMPS模擬可知,光學(xué)透過(guò)率下降導(dǎo)致EQE均勻下降,并造成電流和
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