三結(jié)GaAs太陽(yáng)能電池非均勻輻照損傷效應(yīng)及電路仿真.pdf

1、航天器在軌運(yùn)行期間電能主要由太陽(yáng)能電池提供，所以太陽(yáng)能電池的工作狀態(tài)對(duì)航天器的正常運(yùn)行有著重要的影響，研究太陽(yáng)能電池的退化規(guī)律對(duì)預(yù)測(cè)電池的壽命有重要的幫助作用。本文通過(guò)1MeV電子和低能質(zhì)子模擬太陽(yáng)能電池可能受到的帶電粒子非均勻輻照，研究了不同輻照損傷比面積、異形以及電池邊緣損傷與心部損傷對(duì)電池光電性能退化行為的影響。通過(guò)量子效率測(cè)量、光熒光效應(yīng)分析和電路仿真分析揭示了電池非均勻損傷對(duì)其電性能輸出的影響機(jī)制。
　　通過(guò)對(duì)1MeV電

2、子和70keV質(zhì)子非均勻輻照后太陽(yáng)能電池性能退化規(guī)律的研究，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能電池非均勻輻照后，短路電流隨輻照面積的增加呈線性下降趨勢(shì)，開(kāi)路電壓隨輻照面積的增加呈現(xiàn)指數(shù)下降的趨勢(shì)。這些變化與損傷區(qū)的形狀、損傷區(qū)的位置無(wú)關(guān)。利用電路模擬分析，發(fā)現(xiàn)1MeV電子輻照后太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓的指數(shù)下降趨勢(shì)，主要是由于反向飽和電流的增加導(dǎo)致。而70keV質(zhì)子輻照電池后，開(kāi)路電壓的指數(shù)退化趨勢(shì)是由于反向飽和電流，理想因子和并聯(lián)電阻的共同作用。
　　通過(guò)對(duì)

3、太陽(yáng)能電池進(jìn)行小面積輻照后再進(jìn)行整體輻照后的最大輸出功率的研究，發(fā)現(xiàn)在太陽(yáng)能電池在整體性能良好（服役初期）時(shí)，小區(qū)域的輻照損傷會(huì)使得太陽(yáng)能電池最大輸出功率出現(xiàn)快速下降；在太陽(yáng)能電池性能整體的電性能退化（服役后期）后，小區(qū)域非均勻的輻照損傷對(duì)太陽(yáng)能電池最大輸出功率的影響大大減弱。
　　電路分析表明，三結(jié)太陽(yáng)能電池頂結(jié)子電池和中結(jié)子電池存在熒光耦合效應(yīng)，中結(jié)電池的短波長(zhǎng)量子效率與長(zhǎng)波長(zhǎng)量子效率之間存在負(fù)相關(guān)系，頂結(jié)電池?fù)p傷會(huì)導(dǎo)致熒光耦