Analisis dos NIEL pada sel -sel solar NIEL dan tunggal simpang/GAA/GE yang disinari dengan elektron, proton dan neutron

niel dos Analisis pada tripl e dan persimpangan tunggal

ingap/GaAs/ge solar Sel yang disinari dengan elektron,

proton dan neutron

Abstrak

Sel -sel solar Triple (INGAP/GAA/GE) dan simpang tunggal (SJ) disinari dengan elektron, proton dan neutron. Degradasi faktor-faktor yang tersisa dianalisis sebagai fungsi dos kerosakan yang disebabkan oleh perpindahan (DDD) yang dikira melalui pendekatan SR-NIEL (disaring relativistik bukan pengionan tenaga). Khususnya, matlamat kerja ini adalah untuk menganalisis variasi sel solar yang tersisa faktor disebabkan oleh penyinaran neutron berkenaan dengan yang sebelumnya diperoleh dengan elektron dan proton. Analisis semasa menegaskan bahawa kemerosotan parameter elektrik PMAX berkaitan dengan ekspresi semi-empirikal biasa kepada dos anjakan, secara bebas daripada jenis zarah yang masuk. Parameter ISC dan VOC juga diukur sebagai fungsi dos kerosakan anjakan. Tambahan pula, analisis DLTS dijalankan pada diod - dengan struktur epitaxial yang sama seperti sub -sel tengah - disinari dengan neutron.

1 Pengenalan

Ramalan ​ kemerosotan solar sel yang , disebabkan oleh radiasi terdapat dalam ruang persekitaran , adalah kepentingan utama dalam arah penyediaan misi ruang ke keras orbit radiasi yang .Analisis radiasi ​ solar sel diperlukan ​ untuk meramalkan en d ​ suria ) persembahan EOL . ( Degradasi persembahan solar sel elektrik ​ bergantung kepada tenaga , luence ​ dan jenis ( zarah kejadian . neutron dan elektron , proton , -lain , lain )

Dua metodologi digunakan kini melaksanakan oleh pelakon ruang ( untuk ramalan orbit -solar sel prestasi ] : setara fluence Propulsion kaedah dibangunkan oleh JPL yang Jet Labo Ratory - ) [2 . Sekalipun , mereka adalah yang terutamanya digunakan kerana warisannya ​ dengan , ia mempunyai masalah memerlukan - sejumlah ujian dengan berbeza zarah mempunyai pelbagai tenaga dan luence . yang bertentangan yang , yang lebih baru DDD pendekatan untuk meramalkan kelakuan EOL oleh bermula - jumlah solar sel dari dikurangkan ini pengurangan sel -sel -baru -sel -beza yang . yang -zarah yang besar penyinaran utama Aspek ini kaedah adalah berdasarkan kepada ​ pengumuman ​​ dos Niel ​ ( tidak mengion tenaga kehilangan ) gilirannya yang , pada bergantung , kepada ​ jumlah ​ kerosakan kekal anjakan yang disebabkan oleh zarah interaksi dalam peranti dan mengakibatkan di

Dalam kemerosotan ​ lekapan elektriknya ​ ​ .Berikutan ini lengkung tunggal ciri degradasi ​ boleh diperolehi ​ tanpa parti ​jenis ​ apabila degradasi sahaja berkaitan dengan , nilai sebenar dos anjakan kerosakan . pendekatan mengira

Dalam kerja-kerja ini, elektron , proton neutron , hasil solar penyinaran ujian yang dilakukan pada triple persimpangan sel-sel dan yang berkaitan ISO jenis sub-sel akan dibentangkan . Dosis NIEL , yang bergantung kepada anjakan ambang yang diperolehi , - . melalui alat tenaga SR Niel ] ( [4 ) Kurva degradasi penyebaran kepada bagi setiap sel , diperolehi merancang dengan nisbah faktor tinggal faktor ( - nilai akhir hayat EOL yang dari awal BOL nilai ) parameter diberikan elektrik yang sebagai fungsi yang DDD dikira . jenis

2 Penerangan mengenai yang disinari sampel

INGAP/INGAAS/GE TJ Sel solar komponen yang berkaitan -sel kelas dengan ( CTJ30 AM0 E 伍 CIENCY 30% ), telah dihasilkan dan sebagai 2 x 2 cm 2 solar sel dan 0.5 mm diameter diode (hanya atas sel tengah sel ) 1. TJ dan

Rajah 1: Skema persimpangan triple (TJ) dan persimpangan tunggal (SJ) isotype sub-sel s (atas, tengah dan bawah).

solar Sel terdiri daripada yang persimpangan germanium bawah diperolehi oleh difusi dalam substrat IUM , P -jenis persimpangan tengah ( jurang i n) GaA Jerman berada tenaga di sekitar 1.38 EV dan persimpangan teratas ingap dengan EV yang jurang tenaga ke . 1.85 , komponen Sel-sel adalah tunggal ction (SJ) yang akan menjadi sel-sel elektrik dan optik perwakilan subcells di dalam sel TJ . , untuk mengeluarkannya , khusus perhatian diletakkan ​ untuk mengulangi ​ ketebalan optik lapisan semua yang atas Oleh terdapat dalam itu struktur TJ .atas dan tengah Sub sel F atau DLTS analisis dihasilkan sebagai juga dengan diameter 0.5 mm menggunakan mesa etch diod t o mengeluarkan yang kecacatan kelebihan dengan berkaitan pemotongan .

3 eksperimen penyinaran Prosedur

solar Sel telah diukur dalam BOL dan keadaan kemudian selepas penyinaran, membolehkan penyepuh diri tempoh kira kira satu bulan untuk elektron dan proton dan kira-kira dua tahun - untuk neu .

solar -sel Sel dan komponen sel telah disinari ​ dengan proton dan elektron pada berbeza tenaga yang ​ -sel ​ [6, [8 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​ 10] ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​ 5 ​ ​ ​ ​ ​. ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​-​ ​ ​ [3, [12 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 7 ​ Dalam ini kerja , TJ solar sel telah dianggarkan oleh GAA ​s sel simpang sel sejak sel tengah , adalah yang terutamanya mengatasi secara keseluruhan persembahan TJ EOL tunggal di .

Untuk cepat neutron dari reaktor Nucl telinga , dos anjakan kerosakan ) boleh dikira : (lihat [4 ] dari

di mana d (e) adalah fungsi kerosakan nction (juga sebagai anjakan e kerma fu ) dalam unit MeV cm dan 2 MeV ) adalah spektrum neutron luence ( dalam n cm - 2 φ - 1 . fungsi kerosakan disebut

diperoleh - dari Niel kalkulator SR yang terdapat di [13 ]. Untuk sekarang , pengiraan luence spektrum ) digunakan adalah satu untuk yang reaktor Triga Bahagian (lihat III .

Persamaan separa empirikal berikut digunakan untuknya faktor yang tersisa faktor RF par ) bagi setiap elektrik parameter sebagai fungsi DDD - ( :

menjadi , C dan DDD X. parameter ​Ia harus juga diperhatikan ​ bahawa A hanya sel relevan untuk bawah .

Tenaga anjakan ambang ​, telah didapati , ​ menggunakan ​ rutin ​ yang meminimumkan ​ root -square relativ e SRRD -titik ) dari titik dengan berkenaan ITTED lengkung . (

FIG . 4. adalah ​ bernilai untuk menyatakan , untuk neutron , yang dikira Niel hampir ​ bebas pada nilai -nilai e dbahawa .

Dengan pemeriksaan rajah ​. 4 , secara daripada jenis zarah masuk bebas .

Rajah 2: Optimum IT p max degradasi lengkung untuk TJ, sel pertengahan , atas sel l dan sel bawah .

5 DLTS Analisis

Siasatan DLTS mengenai dalam leve , yang disebabkan oleh penyinaran neutron, telah menggunakan dijalankan sampel yang diterangkan dalam 7 ]. Dalam tersebut artikel prosedur eksperimen , dan teknik dibincangkan juga . Khususnya , diod mm 0.5 yang dalam d iameter telah disediakan menggunakan sama dari struktur epitaxial tengah . sub - sel Spektrum DLTS -tengah - yang diperoleh dari tengah diod yang disinari

Dengan elektron, proton dan neutron - ditunjukkan dalam Rajah 3 , seseorang dapat memerhatikan

Rajah : Perbandingan spektrum DLTS . 3 persimpangan tengah yang disinari oleh proton ( 69 X 10 MeV g - 1 , elektron ( 07 10 1010 3. ) ​ 1 ​ 1 ​ ​96 ​ 1010 ​ ​ ​ 1 ​ ​. ​ ​ ​ ​ 1 , ​ ​​ ​ ​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 1 ​ ​0.1 ​

bagaimana nisbah / puncak amplitud ​ E1 jauh lebih besar untuk sampel proton disinari yang T han untuk elektron ) disinari sebagai 7] . tambahan , puncak E1 ​ telah mengesan ed a di semua dos untuk sampel disinari dengan , B ) yang E2 ​ ​ ​ yang ​ elektron ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ T paras E1 dan E 2 mendalam ​ dikenal pasti sebagai majoriti pembawa perangkap di pangkalan P-jenis pukal yang 7] .

Rajah : Kepekatan E2 perangkap yang disebabkan oleh penyinaran dengan elektron , proton dan neutron dalam menengah sub sel diod sebagai fungsi = DDD E dengan D 4 21.5 eV.

DLTS ​ puncak Ketinggian diukur dibenarkan untuk menentukan kepekatan E 2 kecacatan ​ - yang disebabkan oleh anjakan kerosakan - yang ditunjukkan Rajah dalam yang . [6, 2 patut mendapat siasatannya .

6 kesimpulan

TJ ingap solar Sel dan berkaitan omponen ​ - telah diselaraskan ( dengan elektron dan proton dan , secara , dengan neutron pada reaktor triga disebabkan di Casaccia . solar sel prestasi degradasi ​ dianalisis ​ sebagai fungsi / dos dos yang acement solar neutron sel sel DDD ) - sel / GaAs -GE yang .

eksperimen secara tersisa yang ​ kuasa faktor diwakili oleh ​ ​ tunggal , semi empirikal ekspresi sebagai fungsi itu DDD - hampir . Selain yang , kepekatan didapati tahap E dalam 2 DDD dengan - bergantung secara linear pada pada DEP cerun , gilirannya zarah berakhir pada jenis . Faktor

Hasil semasa ​ menjadikan penggunaan ​ neutron ​ par ticles yang mungkin calon untuk menguji solar sel kemerosotan untuk aplikasi dalam ruang persekitaran .