基于p-n結(jié)暗特性雙指數(shù)模型,對(duì)經(jīng)質(zhì)子輻射后的單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池的暗特性I-V曲線進(jìn)行數(shù)值擬合,確定了單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池在輻射前后的四個(gè)暗特性特征參數(shù),即串聯(lián)電阻R_s、并聯(lián)電阻R_sh、擴(kuò)散電流I_s1和復(fù)合電流I_s2.研究結(jié)果表明,質(zhì)子輻射后單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池的R_s,R_sh,I_s1和I_s2四個(gè)暗特性參數(shù)均發(fā)生顯著變化.經(jīng)低能質(zhì)子輻射后,單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池的R_sh隨位移損傷劑量的增加而減小,而R_s,I_s1和I_s2三個(gè)參數(shù)隨位移損傷劑量的增加而增大,其中串聯(lián)電阻隨位移損傷劑量線性增加而與輻射質(zhì)子能量無(wú)關(guān).理論分析表明,上述參數(shù)的變化與質(zhì)子輻射損傷區(qū)域分布有關(guān).基區(qū)和發(fā)射區(qū)的損傷主要引起單結(jié)電池串聯(lián)電阻和擴(kuò)散電流的增加;結(jié)區(qū)的損傷導(dǎo)致并聯(lián)電阻減小,復(fù)合電流增大. 

【文章來(lái)源】：物理學(xué)報(bào). 2014,63(18)北大核心EISCICSCD

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單結(jié)GaAs太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)示意圖

物理學(xué)報(bào)ActaPhys.Sin. Vol.63,No.18(2014)188101\I.Jc::PU~hRsl) 最大，比170keV質(zhì)子輻射的情況大兩個(gè)量級(jí)，而SV‘A^Ut) 經(jīng)70keV質(zhì)子輻射的太陽(yáng)電池的擴(kuò)散電流增加的-^D,(2) 程度次之，經(jīng)100keV與170keV質(zhì)子福射的太陽(yáng)n 電池的擴(kuò)散電流isl隨位移損傷劑量的變化規(guī)律相其中義1=fc?‘為玻爾茲曼常數(shù)，T為 近，幾乎重合成一條直線(見(jiàn)圖3(b));絕對(duì)溫度(本文中試驗(yàn)溫度為觀K),nd和nr分別 4)經(jīng)70keV質(zhì)子輻射的GaAs/Ge太陽(yáng)電池為擴(kuò)散結(jié)品質(zhì)因子和復(fù)合結(jié)品質(zhì)因子，其變化范圍 的復(fù)合電流/^隨劑量增加的程度最大，其次是經(jīng)均在1和2之間.為了簡(jiǎn)化曲線擬合過(guò)程，減少擬 100keV和170keV輻射的GaAs/Ge太陽(yáng)電池，經(jīng)合參數(shù)，提高擬合精度，將nd和nr分別設(shè)定為1和 40keV質(zhì)子輻射的太陽(yáng)電池的復(fù)合電流增加程度2,這與文獻(xiàn)[14]對(duì)兩個(gè)品質(zhì)因子的設(shè)定方法一致. 最小；基于上述模型，采用Kaminski等I11]提出的二 5)經(jīng)70keV質(zhì)子輻射的GaAs/Ge太陽(yáng)電池的極管暗特性曲線擬合方法，并利用Matlab程序?qū)?并聯(lián)電阻下降程度最大，經(jīng)100，170,40keV輻射質(zhì)子輻射后的單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池的暗特性曲 的太陽(yáng)電池的并聯(lián)電阻下降程度依次減小.線進(jìn)行了數(shù)值擬合.擬合出四個(gè)重要的參數(shù)，即串聯(lián)電阻i?s、并聯(lián)電阻iU、擴(kuò)散電流/sl、復(fù)合電流 4討論Is2.圖3為四個(gè)參數(shù)隨質(zhì)子輻射位移損傷劑量的關(guān)系曲線由圖可見(jiàn). 4.1串聯(lián)電阻變化與$雖射?貝傷的關(guān)系1)隨質(zhì)子輻射位移損傷劑量的增加，單結(jié) 太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻主要由太陽(yáng)電池的體電GaAs/Ge太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻i?s，擴(kuò)散電流/sl和 阻、表面電阻、電極導(dǎo)體電阻和電極與太陽(yáng)電池表復(fù)合電流/s2增大，而并聯(lián)電阻i?sh減�。� 面接觸電阻所組成.本試驗(yàn)采用的是同一批生產(chǎn)的2)質(zhì)子輻射后單結(jié)Ga

1 1 I 1 1_10-6lO-5io~4 10~610~510~4位移損傷劑量/Gy 位移損傷劑量/Gy9.20-(C) ；(d)\ 10"12「6.90-^ 40keVG .?ff+70keV&ss^ >//-e-100keVJ4,o- ?3rI—v40keV //-e-70keV //⑴-k-100keV 4^230_-(t-170keV 10-ur： i i i__ii1111 i i iii11iI 1—i— i i i_ i ‘■■■■■■■i ?■10-610-510~4 10-610-510-4位移損傷劑量/Gy 位移損傷劑量/Gy圖3經(jīng)質(zhì)子輻射的單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池暗特性擬合參數(shù)隨位移損傷劑量變化（a)Rs；(b)/sl;(c)i^h;(d)/s2常小.由此推斷，引起串聯(lián)電阻變化差異的原因只 和170keV)在太陽(yáng)電池中產(chǎn)生的位移損傷主要集有太陽(yáng)電池的體電阻變化的差異.體電阻決定于載 中于基區(qū).70keV質(zhì)子輻射損傷主要發(fā)生在結(jié)區(qū)附流子濃度和遷移率.對(duì)單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池而 近，且其在基區(qū)和發(fā)射區(qū)也產(chǎn)生較大損傷.雖然在言，輻射損傷在太陽(yáng)電池的基區(qū)和發(fā)射區(qū)引入深能 單結(jié)GaAs/Ge太陽(yáng)電池中由于摻雜的差異而有發(fā)級(jí)缺陷，這些深能級(jí)缺陷可作為載流子的俘獲和復(fù) 射區(qū)、基區(qū)和結(jié)區(qū)等不同功能區(qū)，但其組成材料仍合中心，從而增加注入載流子在向結(jié)區(qū)擴(kuò)散的過(guò)程 然主要是GaAs,故而在不同功能區(qū)產(chǎn)生輻射位移中的俘獲和復(fù)合幾率，降低載流子的遷移率，當(dāng)產(chǎn) 損傷缺陷的閾值能量基本相同.輻射缺陷對(duì)太陽(yáng)電生較高的缺陷濃度時(shí)將會(huì)發(fā)生多數(shù)載流子的去除 池結(jié)構(gòu)的體電阻的影響機(jī)理基本相同，不論質(zhì)子能效應(yīng)，這些結(jié)果會(huì)使體電阻增加.與此同時(shí)結(jié)區(qū)的 量的高低，只要產(chǎn)生的位移損傷劑量相同，對(duì)太陽(yáng)位移損傷缺陷也會(huì)造成太陽(yáng)電池體電阻增加. 電池串聯(lián)電阻的影響基本相?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3600293