為提高太陽電池的抗輻射性能，可以製作摻鋰太陽電池（lithium-doped solar cell）。這種電池在輻照後能自行恢復，故引人注目。鋰在矽中有較高的遷移率，它進入基區可與輻照產生的缺陷發生反應，從而減輕輻照對壽命的影響。
基本介紹
- 中文名：摻鋰太陽電池
- 外文名：lithium-doped solar cell
- 特點：提高太陽電池的抗輻射性能
- 領域：能源綜合術語
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簡介
為提高太陽電池的抗輻射性能，可以製作摻鋰太陽電池（lithium-doped solar cell）。這種電池在輻照後能自行恢復，故引人注目。鋰在矽中有較高的遷移率，它進入基區可與輻照產生的缺陷發生反應，從而減輕輻照對壽命的影響。
太陽電池的輻射效應
太陽電池目前主要套用在人造衛星和宇宙飛船上．外層空間的高能粒子（如電子、質子、γ粒子等）會在半導體中產生缺陷，使太陽電池輸出功率下降。因此，必須預先估計太陽電池的有用壽命。電池的有用壽命是指它能發出人造衛星正常工作所必需的電力的時間。
輻照對太陽電池性能的影響
由粒子輻照傳給晶格原子的能量大於某一閾值（對矽來說，此值為13電子伏）時便使晶格原子發生位移，並產生夫蘭克爾缺陷對。在與矽原子的碰撞中要傳遞這樣大小的能量，入射電子必須具有145千電子伏的能量，而較重的入射質子需要98電子伏，a粒子則只需30電子伏。這些缺陷使半導體的表面複合情況、電導和壽命都將發生變化。大量研究工作表明，壽命參數對輻照缺陷最為靈敏，在其他參數尚未發生重要變化之前，壽命的變化已足以使器件失效。
如何提高太陽電池的抗輻射性能
由於N/P電池比P/N電池有更好的抗輻性能，故從1964年以來在軌道經過地球輻射帶的大多數飛行器上都採用N/P電池。有人指出，N/P電池基區摻入適量的銅可改進抗輻射能力，輻照產生的銅一空位複合體對複合過程的影響，比不摻銅電池的複合中心對複合過程的影響小。
同時，人們從多方面對P/N電池進行了抗輻射的研究。採用過量設計，即裝配數量較多的電池，使輸出功率高於要求值，並採用厚的蓋玻片，以提高抗輻射能力的方法都未能從根本上解決問題．目前正在研究並逐步使用的有如下四種方法：
第一個方法是在電池使用過程中進行熱退火。據報導，由電子輻照引起的損傷可用此方法消除，而對質子輻照引起的損傷，退火後損傷的消除不如電子輻射損傷消除的徹底。此法的缺點是增加退火設備使設計複雜。第二個方法是在電池基區引入雜質濃度梯度形成漂移電場，使受輻照後降低了壽命的少數載流子由於受到擴散和漂移的雙重作用仍能達到PN結。第三種方法是在基區摻入鋁、鎵、銦、鐵、銅等P型雜質。第四種方法是製作摻鋰的太陽電池。這種電池在輻照後能自行恢復，故引人注目。鋰在矽中有較高的遷移率，它進入基區可與輻照產生的缺陷發生反應，從而減輕輻照對壽命的影響。
太陽電池
半導體太陽電池是直接把太陽能轉換成電能的器件．因為它利用各和勢壘的光生伏特效應，所以也稱為光生伏特電池，簡稱光電池。光生伏特效應是1839年培克雷爾（Becqurel）首先在電解槽中發現的。1883年夫利茲（Fritts）描述了第一個用硒製造的光生伏特電池。1941年奧勒（Ohl）制出單晶矽生長結光電池。1954年美國貝爾電話實驗室制出了第一個實用的矽太陽能電池。原則上講，各種半導體材料都能用來製作太陽電池，如硒、矽、硫化鎘、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦、銻化鋁等。此外尚有多晶和無定形薄膜材料。無定形矽太陽電池作為一種低成本太陽電池現在逐漸受到重視，世界各國都在大力研究。目前，有實用價值的主要是矽太陽電池，其次是硫化鎘和砷化鎵太陽電池。其他材料和結構的太陽電池尚處於研究階段。
在人類生活中，太陽是“取之不盡用之不竭”的巨大能源。儘管太陽和地球平均相距14950萬公里，而且地球只能得到太陽輻射能量的22億分之一，但每年到達地球陸地上的總能量仍有9.5×10千瓦小時。所以，研究太陽能利用是當代的重大課題之一。半導體太陽電池是太陽能利用的一個重要方面。
太陽電池的套用日益廣泛，已成為宇宙飛船、人造衛星、行星際站的重要長期電源。在地面上已作為無人氣象站、無人燈塔、微波中繼站的電源和自控系統的光電元件。太陽電池的優點是壽命長、效率高、性能可靠。缺點是成本高。
