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文檔簡介
1、本文通過地面模擬空間環(huán)境實驗,研究了100keV電子、質子以及100keV電子和質子綜合輻照對三結非晶硅太陽電池的輻照損傷效應。同時,作為對比,進行了1MeV電子輻照試驗。
通過太陽電池輻照前后I-V特性測試,揭示了粒子輻照后太陽電池電性能參數的變化規(guī)律。通過暗電流-電壓曲線、量子效率、光學反射率和表面形貌的測試和分析,研究了三結非晶硅太陽電池輻照后PN結和表層材料性能的變化,為非晶硅太陽電池輻照損傷分析提供依據。通過使用軟件
2、Casino和SRIM分別進行了電子輻照損傷和質子輻照損傷模擬,結合太陽電池性能變化數據,分析了不同類型粒子輻照對太陽電池的輻照損傷機理。
研究結果表明:100keV電子輻照,對非晶硅太陽電池電性能造成嚴重的損傷;在注量為5×1015時,太陽電池已經失效。1MeV電子輻照后,電池性能衰減較多,但衰減程度小于100keV電子。100keV質子輻照后,電池的電性能衰減較少。100keV電子綜合輻照后,電池性能損失大于100keV電
3、子。經電子輻照后,太陽電池的串聯(lián)電阻增加,并聯(lián)電阻減?。欢谫|子輻照后,串并聯(lián)電阻變化不大。量子效率測試結果表明,在1MeV電子輻照后,量子效率隨輻照注量的增加而下降;在最大注量下,100keV比1MeV電子量子效率衰減更多。由光學反射率測試結果可知,在電子和電子質子綜合輻照后,反射率上升,而在質子輻照后,反射率隨著注量增大先增加后減小。原子力測試結果表明,太陽電池表面形貌在電子輻照后變化不大,而在質子和綜合輻照后,表面有鋸齒形形貌出現(xiàn)
4、。
100keV電子和1MeV電子輻照均對太陽電池造成了嚴重損傷,并且100keV電子輻照損傷要大于1MeV電子。由于電子穿透能力較強,對整個太陽電池造成了損傷,但1MeV電子大部分能量消耗在襯底中,輻照損傷要弱于100keV電子。100keV質子輻照后,電池性能損傷較小,質子由于穿透能力較弱,大部分停留在表層材料中,僅對第一個PN結造成損傷,輻照損傷較弱。100keV電子質子綜合輻照后,電池性能衰減較100keV電子嚴重,但
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