《基於輻射引入複合中心的GaAs三結太陽電池性能衰降分析》是依託北京師範大學，由王榮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於輻射引入複合中心的GaAs三結太陽電池性能衰降分析
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：王榮
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將研究輻射損傷缺陷複合中心的引入率k和俘獲截面σ，建立基於粒子輻射引入複合中心的GaAs三結太陽電池性能衰降分析方法。研究將利用電池質子、電子輻射實驗數據和各子電池材料輻射損傷光致發光和光激發深能級瞬態譜測量，結合半導體方程和少子壽命與輻照通量關係推導的電池性能衰降與複合中心k及σ等參數之間的聯繫，分析電池性能衰降；並與電池性能衰降實驗結果進行比較，驗證複合中心kσ預估分析方法的有效性和正確性。探索實驗方法確定與輻射損傷有關常數γ，計算非電離能損，利用k與非電離能損的正比關係獲得任一能量粒子輻射對應的引入率k，用kσ預測方法分析可預估任一能量粒子輻射電池引起的衰降；分析k和σ等物理參數探索電池輻射損傷機理為更長壽命新電池研發提供支持。本項目研究不僅可為預測空間三結電池性能衰降和工作壽命提供簡便、經濟、快速的全新分析方法，而且也可為更長壽命太陽電池設計研發及抗輻射加固篩選提供科學依據。
結題摘要
為了衛星等太空飛行器任務的順利完成，須要預測衛星上太陽電池性能衰降和工作壽命，也須要長壽命太陽電池設計研發及抗輻射加固篩選。因此，本項目重點開展了輻射損傷缺陷複合中心的引入率k和俘獲截面σ，基於粒子輻射引入複合中心的GaAs三結太陽電池性能衰降分析方法研究。研究利用半導體方程和少子壽命與輻照通量關係，推導出GaIn P子電池和GaAs子電池Jsc、Voc衰降與複合中心參數等聯繫式, 結合衛星用國產新型GaInP/GaAs/Ge三結太陽電池質子、電子輻照效應數據，可評估這種新型電池的抗輻射性能和預測其工作壽命；實驗用電致發光譜（EL）和光致發光譜（PL）測得GaInP和GaAs子電池的複合中心參數值，可用其參數探索分析太陽電池輻射損傷微觀機理，分析確定位於價帶以上0.55 eV的H2空穴缺陷是非輻射複合中心，是導致GaInP子電池性能衰降的本質原因；而對於GaAs太陽電池，可確定非輻射複合中心對應於導帶下0.58 eV的E5電子陷阱是導致其性能衰降的主要原因。研究結果得到的分析方法可預估任一能量粒子輻射電池引起的衰降，為預測空間三結電池性能衰降和工作壽命提供了分析方法；用光（電）致發光譜測得的各子電池kσ、k及σ值分析太陽電池輻射損傷微觀機理，為更長壽命太陽電池設計研發及抗輻射加固篩選提供了參考依據。
