5～20MeV高能质子辐照对空间实用GaAs/Ge太阳电池性能的影响

用能量为5～20MeV,注量为1×109～7×1013cm-2的高能质子对空间实用GaAs/Ge太阳电池进行辐照,得到了其性能随质子能量和注量的变化关系,并对变化关系进行了能损模拟分析.结果表明:注量低于1×109cm-2的质子辐照不会引起太阳电池性能的变化;当注量增加为3×1012cm-2时,5,10,20MeV质子辐照引起的太阳电池性能参数Isc的衰降变化分别是原值的80%,86%,90%;Voc的衰降变化分别为原值的82%,85%,88%; Pmax的衰降变化分别为原值的60%,64%,67%.当辐照注量为5×1013cm-2时,5,10,20MeV质子辐照引起的Pmax衰降变化分别为原值的26%,30%,36%.即随着注量的增加,太阳电池性能衰降增大;且相同注量的辐照,质子能量愈高,太阳电池性能衰降愈小.     

量子阱GaAs太阳电池性能随质子辐照注量的变化

2MeV,1×109～2×1013 cm-2质子辐照量子阱GaAs太阳电池,用I-V特性和光谱响应测试分析辐射效应.研究表明,随辐照注量增大,电池Isc,Voc,Pmax衰降程度增大,相同的注量,Pmax衰降程度最大.当辐照注量大于3×1012 cm-2时,电池Isc衰降程度比Voc的大,当注量小于3×1012 cm-2时,电池Voc衰降程度比Isc的大,与量子阱结构受到损失有关.在整个波长范围,随辐照注量增加,相对光谱响应的衰降变化增大,在900～1000nm波长范围,2×1013 cm-2质子辐照电池使量子阱光谱响应特性消失.     

质子辐照与电子辐照对空间GaAs/Ge太阳电池性能影响比较

利用地面实验室加速器提供的离子束模拟空间质子、电子辐射,分别对空间实用GaAs/Ge太阳电池进行不同注量的辐照,并跟踪测试其电性能变化和深能级瞬态谱,研究这种太阳电池的电性能参数随质子、电子辐照注量的变化关系,得到质子、电子辐射效应及两者辐射效应的联系规律.结果表明:引起电池性能参数衰降相同时,1 MeV电子辐照注量比10 MeV质子的通常要大3个量级,质子辐照与电子辐照使电池性能参数Pmax下降了25%时,辐照注量有近似关系Φ1 MeV(e)≈2 500×Φ10 MeV(p).10 MeV,3×1012cm-2质子辐照在电池材料中引入Ec-0.18 eV和Ec-0.65 eV深能级,1 MeV,1×1015cm-2电子辐照在电池材料中引入Ec-0.12 eV和Ec-0.18 eV深能级,电子、质子辐照产生的损伤缺陷不尽相同.     

国产空间实用太阳电池抗质子辐射性能研究

研究了国产卫星用背场Ｓｉ太阳电池和ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池性能随质子辐照注量１×１０９ －５ × １０１３ ｃｍ－２的变化．实验表明,２种太阳电池的电性能随辐照注量增加有不同的衰降趋势．背场 Ｓｉ太阳电池性能参数短路电流Ｉｓｃ和最大输出功率Ｐｍａｘ衰降变化快,辐照注量为２ × １０１０ｃｍ－２时, Ｐｍａｘ就已衰降为原值的７５％,而ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池对应相同的衰降辐照注量达８×１０１１ｃｍ－２,且 Ｉｓｃ和Ｐｍａｘ衰降变化起初缓慢,当辐照注量接近３ × １０１２ ｃｍ－２时才迅速下降．背场Ｓｉ太阳电池性能 衰降与质子辐照引入的Ｅｖ＋０．１４ ｅＶ和Ｅｖ＋０．４３ ｅＶ深能级有关,而ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池性能衰降 与辐照产生的Ｅｃ－０．４１ ｅＶ深能级有关．     

电子和质子辐照铜铟镓硒太阳电池性能衰降理论预测

首先以经典的半导体方程为基础,同时考虑粒子辐照产生的复合中心和补偿中心的影响,建立太阳电池性能衰降理论预测方法;然后,应用该方法分别预测电子和质子辐照条件下铜铟镓硒CIGS太阳电池短路电流、开路电压和量子效率的衰降;最后,将预测结果与实验进行了对比,发现理论预测曲线和实验数据符合的很好,证实了该理论预测方法的可靠性和准确性.     

多晶硅薄膜太阳电池电子辐照研究

利用静电加速器对多晶硅薄膜太阳电池进行了电子辐照实验。电子能量为1MeV,分别以1014e/cm2、1015e/cm2和1016e/cm2电子辐照注量进行辐照,首次获得了多晶硅薄膜太阳电池在高注量的电子辐照后,性能衰降比晶体硅大的结果。结合太阳电池理论和半导体材料的电子辐照效应给出了合理的解释。     

18MeV质子辐照对Zr-Sn-Nb合金性能影响的研究

作者通过HZ B串列加速器用能量 18MeV的质子 ,研究了两种Zr Sn Nb合金的质子辐照效应 .结果表明 ,经 1.5× 10 14 /cm2 注量质子辐照处理后 ,其样品的电阻率升高 ,而显微组织没有明显的变化 .通过计算在此能量和注量下锆合金的初级撞出能量为 770keV ,足以产生级联碰撞 ,致使样品中的原子移位而生成点缺陷 ,从而电阻率上升 ,但因注量较小不能使显微组织发生明显的变化     

非晶硅太阳电池衰降的机制及特征分析

对不同类型的非晶硅电池进行了老化试验,并对性能衰降数据进行了统计、分析、对比和分类,从而归纳出非晶硅太阳电池衰降的基本过程为光诱导效应引起的衰降,非晶硅膜局部薄弱点引起的衰降,环境引起的衰降和扩散引起的衰降。对这些过程的特征进行了分析和讨论.     

CdTe太阳能电池的制备及电子辐照对电池影响的研究

作者将用共蒸发法制备的ZnTe／ZnTe：Cu复合多晶薄膜作为背接触层，获得了转换效率为13．38％的CdTe多晶太阳能电池。用光强为100mW／cm^2的卤钨灯对电池光照7d后，发现性能无明显变化。该电池经能量为1．6MeV，辐照注量为10^13～10^15电子／cm^2的电子束辐照后，其性能有不同程度的下降，但经真空下150℃退火后，又恢复到接近辐照前的值。     

质子辐照对2Cr13不锈钢的作用机理研究

该研究以航天机构常用材料2Cr13不锈钢为对象,在980℃油冷淬火后与600℃和700℃回火的两种热处理工艺以及在2×1014质子/cm2、2×1015质子/cm2、2×1016质子/cm2三种累积注量的条件下,开展了质子辐照试验研究。分析了2Cr13不锈钢经不同累积注量质子辐照后,材料的微观组织结构、表面硬度、力学性能、拉伸断口附近的变形行为。用纳米机械试验仪测试了经质子辐照后的摩擦系数以及纳米划痕相貌特征及其摩擦学特性。在该试验研究中发现,对于相同质子辐照条件下的2Cr13不锈钢,其表面硬度和摩擦系数的变化与热处理的回火温度关系甚大,在较高温度回火时表面硬度的降低和摩擦系数的的变化均比较低温度回火时表现的明显,这可能是由于在较高的温度下回火,使动态回复再结晶过程的晶粒尺寸变大有关。这个试验结果对航天机构的制造加工具有重要的指导意义,即通过控制合理的热处理制度,可以使航天机构的材料获得更好的综合性能,有利于改善和提高航天机构的可靠性和寿命。