国产高效GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的低能质子辐射效应

运用2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,对MOCVD方法制备的GaInP/GaAs/Ge三结电池进行低能质子辐射效应研究.选质子能量为0.28,0.62和2.80MeV,辐照注量为1×1010,1×1011,1×1012和1×1013cm-2.对电池的辐射效应用I-V特性和光谱响应测试进行分析.研究结果表明:随辐照注量的增加,太阳电池性能参数Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均增大;但随质子辐照能量的增加,Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均减小.实验中0.28MeV质子辐照引起电池Lsc,Voc,Pmax衰降最显著,三结电池中光谱响应衰降最明显的是中间GaAs电池.     

国产高效GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的低能质子辐射效应

运用2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,对MOCVD方法制备的GaInP/GaAs/Ge三结电池进行低能质子辐射效应研究.选质子能量为0.28,0.62和2.80MeV,辐照注量为1×1010,1×1011,1×1012和1×1013cm-2.对电池的辐射效应用I-V特性和光谱响应测试进行分析.研究结果表明:随辐照注量的增加,太阳电池性能参数Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均增大;但随质子辐照能量的增加,Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均减小.实验中0.28MeV质子辐照引起电池Lsc,Voc,Pmax衰降最显著,三结电池中光谱响应衰降最明显的是中间GaAs电池.     

空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

研究了空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量1×109～5×1013cm-2的变化.实验表明,两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Isc、Voc和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电池对应相同的衰降辐照注量达8×1011cm-2,且其Isc、Voc和Pmax衰降变化起初缓慢,当辐照注量接近3×1012cm-2时才迅速下降.背场Si电池和GaAs/Ge电池性能衰降分别与质子辐照引入的Ev+0.14eV及Ev+0.43eV和Ec-0.41eV深能级有关.     

空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

研究了空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量1×109～5×1013cm-2的变化.实验表明,两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Isc、Voc和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电池对应相同的衰降辐照注量达8×1011cm-2,且其Isc、Voc和Pmax衰降变化起初缓慢,当辐照注量接近3×1012cm-2时才迅速下降.背场Si电池和GaAs/Ge电池性能衰降分别与质子辐照引入的Ev+0.14eV及Ev+0.43eV和Ec-0.41eV深能级有关.     

单结GaAs太阳电池连续激光辐照热损伤机理

开展了单结GaAs太阳电池808 nm、10.6 m连续激光辐照实验研究,结果显示,相同激光耦合强度下两种激光对电池的损伤模式相似,且随着激光耦合强度逐渐提高,电池最大输出功率呈现阶梯状下降。通过对比辐照过程中温升速率、温度峰值以及高温持续时间对损伤结果的影响,结合能谱仪和扫描电子显微镜的测量结果以及方差分析结果对损伤机理进行了分析和验证。认为高温导致GaAs分解、电极氧化是单结GaAs太阳电池性能退化的主因。     

GaAs/Ge太阳电池异常I-V特性曲线分析

分析了GaAs/Ge单结太阳电池研制中两种异常I-V特性曲线出现的主要原因:GaAs/Ge界面的相互扩散,形成附加结或附加势垒;并获得与实验有很好吻合的计算模拟结果,进一步证实了理论分析.此外,在上述分析的指导下,通过降低生长温度和优化成核条件,成功获得了效率为20.95%(AM0,25℃,2cm× 4cm)的GaAs/Ge太阳电池.     

GaAs/Ge太阳电池异常I-V特性曲线分析

分析了GaAs/Ge单结太阳电池研制中两种异常I-V特性曲线出现的主要原因：GaAs/Ge界面的相互扩散，形成附加结或附加势垒；并获得与实验有很好吻合的计算模拟结果，进一步证实了理论分析. 此外，在上述分析的指导下，通过降低生长温度和优化成核条件，成功获得了效率为20.95% (AM0,25℃, 2cm×4cm）的GaAs/Ge太阳电池.     

高倍聚光GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池研究

在综述高倍聚光GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池的研究现状与发展趋势的基础上,对高倍聚光太阳电池的关键技术、性能提升方法和可靠性进行了研究。指出提高隧穿电流和降低串联电阻是高倍聚光三结太阳电池的关键技术,并提出了相应的解决方法。采用多异质结构隧穿结提高了隧穿电流,减小横向扩展电阻和栅线电阻降低了总的串联损耗。此外,通过分别提高GaInP顶电池和底电池禁带宽度、降低InGaAs中电池禁带宽度可进一步提高太阳电池的转换效率。最后探讨了高倍聚光太阳电池的可靠性测试标准。     

GaAs/Ge太阳电池异常I-V特性曲线分析

分析了GaAs/Ge单结太阳电池研制中两种异常I-V特性曲线出现的主要原因:GaAs/Ge界面的相互扩散,形成附加结或附加势垒;并获得与实验有很好吻合的计算模拟结果,进一步证实了理论分析.此外,在上述分析的指导下,通过降低生长温度和优化成核条件,成功获得了效率为20.95%(AM0,25℃,2cm× 4cm)的GaAs/Ge太阳电池.     

CMOS图像传感器总剂量辐照效应及加固技术研究进展

CMOS图像传感器(CIS)在空间辐射或核辐射环境中应用时,均会受到总剂量辐照损伤的影响,严重时甚至导致器件功能失效.文章从微米、超深亚微米到纳米尺度的不同CIS生产工艺、从3T PD(Photodiode)到4T PPD(Pinned Photodiode)的不同CIS像元结构、从局部氧化物隔离技术(LOCOS)到浅槽隔离(STI)的不同CIS隔离氧化层等方面,综述了CIS总剂量辐照效应研究进展.从CIS器件工艺结构、工作模式和读出电路加固设计等方面简要介绍了CIS抗辐射加固技术研究进展.分析总结了目前CIS总剂量辐照效应及加固技术研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展相关研究提供理论指导.     

GaInP/GaAs/Ge叠层太阳电池的研制及其温度依赖性分析

利用MOCVD方法制备了GaInP/GaAs/Ge叠层太阳电池。测试了I-V特性,并测试分析了该电池性能在30℃至170℃温度范围内的变化情况。测试结果表明,随着温度的升高,短路电流密度略微增大,温度系数为9.8 (μA/cm2)/℃;开路电压以系数-5.6mV/℃急剧下降;填充因子也随之下降（-0.00063 /℃）;电池的转换效率随温度升高线性减小,温度从30℃升高至 130℃时,效率从28%下降至22.1%。最后,本文对该叠层电池随着温度变化的特性给予了详细的理论分析。     

Optimization of Multi-layer AR Coatings for GaInP／GaAs Tandem Solar Cells

The AR coatings for GaInP/GaAs tandem solar cell are simulated. Results show that, under the condition of the lack of suitable encapsulation, a very low energy loss could be reached on MgF2/ZnS system;in the case of glass encapsulation,the Al2O3/ZrO2 and Al2O3/TiO2 systems are appropriate choice; for AlInP window layer,the thickness of 30nm is suitable.     

多结太阳电池辐射损伤的电致发光研究

建立了电致发光测试方法,对一种国产GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池1MeV电子辐照后各子电池的辐照特性进行了研究,并与光谱响应结果进行了比较。讨论了GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的辐射损伤机理。     

量子阱GaAs太阳电池的质子辐射效应

用I-V特性、光谱响应和深能级谱分析辐射效应，分析了1e9～2e13cm－2，2MeV质子辐照量子阱GaAs太阳电池．结果表明，随辐照注量增大，电池Isc，Voc，Pmax衰降程度增加；相同的注量，Pmax衰降程度最大．当注量大于3e12cm－2时，Isc衰降程度比Voc的大；当注量小于3e12cm－2时，Voc衰降程度比Isc的大；在900～1000nm波长范围内，2e13cm－2辐照使量子阱光谱响应特性消失．这与量子阱结构受到损伤引入位于Ec－0.35eV的深能级有关．     

基于金属背支撑刻蚀技术的柔性AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池研制

对柔性GaAs基太阳电池的制备方法进行研究,报道了一种用于制备柔性倒置生长的AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的剥离和转移方法——金属背支撑选择性湿法刻蚀技术.在GaAs/GaInP选择性腐蚀的基础上进行了GaAs衬底层的腐蚀,研究了不同类型和体积比的溶液对GaAs/GaInP/AlInP结构腐蚀的选择特性,最终选用不同配比的H2 SO4-H2 O2系腐蚀液,获得快速、可控制、重复性好的去除衬底的两步腐蚀法.原子力显微镜测试结果表明,通过此方法能够成功地将电池外延层薄膜转移到Cu衬底上,并且在剥离和转移过程中外延层薄膜没有受到损伤.柔性AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的开路电压超过3.4V.     

GaAs/Ge太阳能电池电极银镀层结合力的研究

采用自制的LP-MOCVD设备,在Ge衬底外延生长出GaAs电池结构,并对电池结构片进行了后工艺制作,同时对电极制作中银镀层结合力的影响因素进行了研究。研究结果表明选择带电入池,无冲击电流方式时,可增强银镀层的结合力。同时采用扫描电子显微镜(SEM)和电子微探针对n型Ge衬底上AuGeNi背电极不同层面的成分进行了分析测试,测试数据表明钨污染将会使银镀层结合力变差。     

锗掺杂磁控直拉单晶硅太阳电池

介绍了锗掺杂浓度为（1～1.5) E19cm-3的10Ω·cm磁控直拉单晶硅衬底上BSFR (back surface field and reflection）和BSR(back surface reflection)太阳电池的制备和电性能. BSR锗掺杂单晶硅太阳电池的AM0效率最高为12.3%. BSFR锗掺杂单晶硅太阳电池的AM0效率达到15%. 利用1MeV的高能电子对制备的锗掺杂单晶硅太阳电池进行了辐照实验. 作为对比，对全部常规10Ω·cm的CZ单晶硅太阳电池也进行了实验. 结果表明，锗掺杂浓度为（1～1.5)E19cm-3的磁控直拉单晶硅太阳电池的电性能和抗辐照性能与常规直拉硅太阳电池基本相同. 利用锗掺杂磁控直拉单晶硅片机械强度较高的优点，可以降低太阳电池生产过程破损率.     

三结GaAs电池损伤对输出特性的影响研究

针对发生损伤后三结GaAs电池的电学特性进行了研究。从三结电池的等效电路模型出发,根据光伏效应相关理论,建立了GaAs三结电池损伤分析模型,具体计算了损伤发生在不同位置时,光电池输出电压、功率、效率的变化。结果表明,顶结发生热熔损伤对电池的电学特性影响最大,将直接导致光电转换效率下降17.23%。中结发生热熔损伤对电池的电学特性影响次之, 将引起4.23%的效率下降。底结损伤对电池的电学特性影响相对最小,所导致的光电转换效率下降量为2.42%。