質(zhì)子和電子輻照下三結(jié)非晶硅太陽電池性能衰退研究.pdf

1、本文通過地面模擬空間環(huán)境實驗，研究了100keV電子、質(zhì)子以及100keV電子和質(zhì)子綜合輻照對三結(jié)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(shù)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(jié)非晶硅太陽電池輻照后PN結(jié)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(jù)。通過使用軟件

2、Casino和SRIM分別進行了電子輻照損傷和質(zhì)子輻照損傷模擬，結(jié)合太陽電池性能變化數(shù)據(jù)，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(jié)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(jīng)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(zhì)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(jīng)電子輻照后，太陽電池的串聯(lián)電阻增加，并聯(lián)電阻減??；而在質(zhì)子輻照后，串并聯(lián)電阻變化不大。量子效率測試結(jié)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(jié)果可知，在電子和電子質(zhì)子綜合輻照后，反射率上升，而在質(zhì)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(jié)果表明，太陽電池表面形貌在電子輻照后變化不大，而在質(zhì)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(zhì)子輻照后，電池性能損傷較小，質(zhì)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(jié)造成損傷，輻照損傷較弱。100keV電子質(zhì)子綜合輻照后，電池性能衰減較100keV電子嚴重，但