質(zhì)子和電子綜合輻照下銅銦鎵硒太陽(yáng)電池行為研究.pdf

1、利用空間帶電粒子輻照環(huán)境地面模擬設(shè)備對(duì)銅銦鎵硒(CIGS)太陽(yáng)電池進(jìn)行了50keV質(zhì)子和50keV電子單獨(dú)、順序和共同輻照,50keV質(zhì)子和1MeV電子單獨(dú)、順序輻照,質(zhì)子和電子的輻照注量分別選擇1E11p/cm2、1E12p/cm2、1E13p/cm2和1E14e/cm2、1E15e/cm2、1E16e/cm2。
　　試驗(yàn)中通過(guò)伏安特性測(cè)試,對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析,找出CIGS太陽(yáng)電池各項(xiàng)電學(xué)性能參數(shù)衰降的規(guī)律;通過(guò)量子效率、光學(xué)

2、反射譜、光致發(fā)光光譜、X射線衍射、掃描電子顯微鏡等先進(jìn)測(cè)試設(shè)備、手段,結(jié)合世界上通用的質(zhì)子、電子輻照模擬軟件SRIM和Casino軟件,分析并力圖揭示CIGS太陽(yáng)電池在綜合輻照下的性能退化的機(jī)理。
　　伏安特性曲線測(cè)試結(jié)果表明:單獨(dú)質(zhì)子、單獨(dú)電子和質(zhì)子與電子綜合輻照下,CIGS電池電性能均隨著輻照注量的增加而降低;在注量超過(guò)1E12p/cm2后,50keV質(zhì)子單獨(dú)輻照,所引起的電池電性能衰降非常顯著;在1E16e/cm2的輻照注量

3、以下,低能(50keV)和高能(1MeV)電子單獨(dú)輻照對(duì)CIGS電池造成的損傷很微小;當(dāng)電子輻照注量達(dá)到1E16e/cm2時(shí),先質(zhì)子后電子順序輻照較單獨(dú)質(zhì)子輻照,電池的電性能出現(xiàn)恢復(fù)現(xiàn)象,且1MeV電子輻照比50keV電子輻照恢復(fù)明顯;CIGS電池在先電子后質(zhì)子順序輻照后較單獨(dú)質(zhì)子輻照性能衰降更大,但卻低于質(zhì)子和電子共同輻照所引起的衰降,綜合比對(duì)發(fā)現(xiàn)不同輻照條件對(duì)電池造成的損傷,共同輻照>先電子后質(zhì)子輻照>單獨(dú)質(zhì)子輻照>先質(zhì)子后電子輻照

4、>>單獨(dú)電子輻照。
　　對(duì)CIGS太陽(yáng)電池輻照前后的量子效率進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)電池的量子效率均隨著輻照注量的增加而降低,這與伏安特性曲線衰降相一致的規(guī)律。對(duì)電池輻照前后的光致發(fā)光光譜進(jìn)行測(cè)試分析表明:輻照后,CIGS的光致發(fā)光光譜發(fā)生變化,特征峰強(qiáng)度降低,半峰寬有所增加。X射線衍射分析結(jié)果進(jìn)一步證明,輻照后Cu(In1-xGax)Se2衍射峰強(qiáng)度下降,且下降規(guī)律也與伏安特性曲線衰降規(guī)律一致。而光學(xué)反射譜的測(cè)試結(jié)果表明,不同輻照條件下C