空間帶電粒子輻照下GaAs-Ge太陽(yáng)電池暗特性的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、本文通過(guò)地面等效模擬試驗(yàn)建立質(zhì)子和電子輻照下GaAs/Ge太陽(yáng)電池電學(xué)參數(shù)退化的基本規(guī)律，使用PC1D程序擬合電池的光譜響應(yīng)和I-V特性曲線，在此基礎(chǔ)上通過(guò)模擬GaAs/Ge太陽(yáng)電池的暗I-V特性曲線分析其串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的變化規(guī)律，進(jìn)而揭示GaAs/Ge太陽(yáng)電池電學(xué)性能的退化機(jī)理。在一定的質(zhì)子輻照注量下，隨著質(zhì)子能量的增高GaAs/Ge太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻逐漸減小，而并聯(lián)電阻先減小后增大，在70 keV質(zhì)子輻照下達(dá)到最小。串聯(lián)電阻的變

2、化主要取決于發(fā)射區(qū)的損傷程度，40keV質(zhì)子主要停留在GaAs電池的發(fā)射區(qū)，70 keV質(zhì)子只有部分粒子停留在發(fā)射區(qū)，主要輻照損傷區(qū)域?yàn)榻Y(jié)區(qū)，100和170keV質(zhì)子透過(guò)發(fā)射區(qū)和結(jié)區(qū)，主要停留在基區(qū)。此外，隨著入射質(zhì)子能量的增加，其在電池內(nèi)部產(chǎn)生的輻照缺陷濃度逐漸降低也是串聯(lián)電阻變化的一個(gè)主要原因。GaAs/Ge太陽(yáng)電池并聯(lián)電阻的變化主要取決于電池的結(jié)區(qū)損傷，因此70 keV質(zhì)子輻照下并聯(lián)電阻最小。在一定的電子輻照注量下，隨著入射電子能

3、量的增高，GaAs/Ge太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻逐漸增大，而并聯(lián)電阻逐漸減小。由于高能電子具有較強(qiáng)的穿透能力，不同能量的電子在電池內(nèi)部產(chǎn)生的輻照缺陷濃度分布都是均勻的。隨入射電子能量的增高，其在電池內(nèi)部產(chǎn)生的空位缺陷濃度逐漸增高是串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻發(fā)生變化的主要原因。此外，對(duì)GaAs/Ge太陽(yáng)電池多數(shù)載流子濃度和少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度進(jìn)行數(shù)值分析表明，在一定的輻照注量下，隨入射質(zhì)子能量的增高，多子去除率和少子擴(kuò)散長(zhǎng)度損傷系數(shù)逐漸減小；隨入射電子能