帶電粒子輻照后砷化鎵太陽電池的暗特性及其退火效應(yīng).pdf

1、本文利用光照和暗條件下太陽電池電學(xué)特性的測量和數(shù)值模擬的方法，研究了帶電粒子輻照下單結(jié)及三結(jié)GaAs太陽電池的電性能的變化規(guī)律。并揭示了輻照對(duì)太陽電池本征參數(shù)的影響機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，深入研究了輻照損傷后太陽電池的退火恢復(fù)效應(yīng)和機(jī)制。
　　通過對(duì)太陽電池p-n結(jié)雙指數(shù)暗特性的深入分析，使用自編的MATLAB數(shù)值模擬程序?qū)y量得到的單結(jié)GaAs/Ge和三結(jié)GaInP/GaAs/Ge太陽電池的暗特性I-V曲線進(jìn)行數(shù)值擬合。結(jié)果表明可以通

2、過這種方法計(jì)算出太陽電池的四個(gè)暗特性本征參數(shù)，即串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh、擴(kuò)散電流Is1和復(fù)合電流Is2。在此基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)低能質(zhì)子和高能電子輻照前后單結(jié)太陽電池的暗特性進(jìn)行了詳盡的研究，研究結(jié)果表明，低能質(zhì)子輻照的單結(jié)GaAs/Ge電池，暗特性中Rs、Is1、Is2隨注量的增加而增大，Rsh隨注量的增加而減小。四個(gè)參數(shù)隨能量的變化，會(huì)因根據(jù)損傷區(qū)域的不同而不同，結(jié)合SRIM程序的模擬結(jié)果分析，可知基區(qū)和發(fā)射區(qū)的損傷主要導(dǎo)致單結(jié)電池串

3、聯(lián)電阻和擴(kuò)散電流的增加；結(jié)區(qū)的損傷會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)電阻減小，復(fù)合電流增大。低能質(zhì)子輻照后三結(jié)砷化鎵電池的等效Is1、Is2變化很小，且由于三結(jié)電池不同電池的損傷趨勢不同致使各電池產(chǎn)生限流作用，因而對(duì)工程指導(dǎo)無意義。
　　對(duì)低能質(zhì)子輻照單結(jié)太陽電池的退火研究表明單結(jié)砷化鎵電池可以在高于120℃的溫度下退火，性能得到恢復(fù)。180℃退火效果好于在更低的溫度下退火。對(duì)低能質(zhì)子輻照三結(jié)太陽電池的退火研究表明，三結(jié)砷化鎵電池只在高于150℃溫度下退