质子辐照下高效太阳电池输出特性及结构的优化研究

• 作者: 张磊 葛笑寒
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 工学
• 关键词: 太阳电池 质子辐照 转换效率 前表面场 浮空发射区 优化
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1883-1888
• 页数: 6页
• 分类号: TM914.4
• 语种: 中文

摘要

利用TCAD半导体器件仿真软件,详细分析了低能(1.8 keV)质子辐照剂量对低轨道卫星用高效插指背结背接触(IBC)单晶硅太阳电池转换效率的影响.通过转换效率及其退化特点的对比,得到质子辐照剂量与复合中心密度、陷阱密度之间的对应关系.在不同的质子辐照剂量情况下,深入分析了前表面场(FSF)结构和前表面浮空发射区结构(FFE)对太阳电池短路电流密度、开路电压及转换效率的影响,为质子辐照条件下太阳电池前表面结构提供了设计依据.仿真结果表明:当质子辐照剂量小于1×109 cm-2时,随着质子辐照剂量的增大,太阳电池转换效率几乎不变.当质子辐照剂量一定时,存在最优的FSF和FFE的掺杂浓度,使得太阳电池转换效率最高.在质子辐照剂量为0 cm-2和1×1010 cm-2时,FFE结构对应的峰值转换效率略低于FSF结构的情况.在质子辐照剂量为1×1011 cm-2时,FFE结构对IBC太阳电池转换效率的改善效果明显优于FSF结构的情况.