質(zhì)子、電子及其綜合輻照作用下單晶硅太陽電池?fù)p傷效應(yīng).pdf

1、本文使用單晶硅單結(jié)太陽電池，利用空間環(huán)境綜合模擬設(shè)備，針對空間實(shí)際環(huán)境中的低能帶電粒子輻照效應(yīng)展開研究。主要涉及的空間輻照條件為能量小于200keV的質(zhì)子及電子輻射、1MeV電子輻射和低能質(zhì)子電子綜合輻射作用。使用I-V性能測試，量子效率測試，少數(shù)載流子參數(shù)測試，二維倒易空間測試以及數(shù)值模擬等分析方法進(jìn)行了損傷演化規(guī)律探討與損傷機(jī)理分析。
　　研究結(jié)果表明，能量為50keV、100keV以及170keV的低能質(zhì)子輻照主要引起單晶硅

2、太陽電池開路電壓大幅下降以及短路電流小幅度下降，導(dǎo)致最大功率的大幅下降。測試分析結(jié)果表明：質(zhì)子輻照在前表面、發(fā)射區(qū)以及PN結(jié)處產(chǎn)生大量的缺陷，形成了復(fù)合中心，提高了間接復(fù)合率；降低了太陽電池對穿透能力較弱的短波光譜的吸收效率，導(dǎo)致量子效率在短波部分出現(xiàn)小幅度下降；由于大量復(fù)合中心的存在導(dǎo)致反向飽和電流增加，引起開路電壓下降；同時(shí)導(dǎo)致少子壽命、少子擴(kuò)散長度降低，前表面復(fù)合率升高。
　　能量為50keV、100keV以及170keV的

3、低能電子輻照主要引起單晶硅太陽電池短路電流下降以及開路電壓小幅度下降，導(dǎo)致最大功率產(chǎn)生衰降。測試分析結(jié)果表明：電子輻照穿過前表面、發(fā)射區(qū)及PN結(jié)進(jìn)入基區(qū)；對于單晶硅太陽電池整體結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，產(chǎn)生陷阱缺陷，從而導(dǎo)致量子效率整體有小幅度衰減；少子壽命、少子擴(kuò)散長度出現(xiàn)小幅的下降，前表面復(fù)合率小幅度上升。
　　能量為1MeV電子輻照主要引起單晶硅太陽電池開路電壓以及短路電流大幅下降，導(dǎo)致最大功率也出現(xiàn)大幅下降。測試分析結(jié)果表明：1MeV

4、電子輻照穿過前表面、發(fā)射區(qū)、PN結(jié)以及基區(qū)，作用于單晶硅太陽電池所有結(jié)構(gòu)；粒子輻照在基區(qū)產(chǎn)生大量的缺陷，降低了太陽電池對穿透能力較強(qiáng)的長波光譜的吸收效率，導(dǎo)致單晶硅太陽電池量子效率長波部分出現(xiàn)明顯衰減；少子壽命、少子擴(kuò)散長度明顯降低，前表面復(fù)合率大幅升高。
　　質(zhì)子、電子綜合輻照前后，單晶硅太陽電池開路電壓以及短路電流發(fā)生衰減，導(dǎo)致最大功率產(chǎn)生下降。量子效率短波段部分、少子壽命以及少子擴(kuò)散長度出現(xiàn)一定程度的下降，前表面復(fù)合率升高。