空間三結(jié)砷化鎵太陽電池輻照衰減模型研究.pdf

1、隨著空間飛行器技術(shù)的迅速發(fā)展，對太陽電池提出了更高的要求。在單晶硅、單結(jié)砷化鎵太陽電池廣泛應(yīng)用后，開始了更高效率的三結(jié)砷化鎵太陽電池的研究與開發(fā)，目前三結(jié)砷化鎵太陽電池國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)換效率已接近32％(AM0，25℃)，將廣泛應(yīng)用于空間工程。為了滿足空間應(yīng)用性能分析和壽命預(yù)測，建立簡單易行的輻照衰減模型成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文首先介紹了太陽電池的發(fā)電原理、空間輻射環(huán)境對太陽電池的影響、三結(jié)砷化鎵太陽電池的抗輻射設(shè)計和早期等

2、效劑量模型。針對三結(jié)砷化鎵太陽電池輻照損傷模型，選擇了軌道環(huán)境仿真分析模型和屏蔽層的仿真模型，采用ESA空間環(huán)境計算工具SPENVIS進(jìn)行微分電子譜和微分質(zhì)子譜的計算；選擇采用以低能離子在固體靶中的輸運(yùn)為基礎(chǔ)的SRIM程序來進(jìn)行非離子能損的模擬計算。為了工程應(yīng)用，分別采用能量為IMeV、1.8MeV、ll.5MeV的電子不同注量輻照以及能量為0.32MeV、lMeV、3MeV的質(zhì)子不同注量輻照，測試試驗(yàn)前后三結(jié)砷化鎵太陽電池的光譜響應(yīng)，

3、確定了中間電池GaAs子電池為輻照衰減的主導(dǎo)子電池；采用SRIM程序仿真確認(rèn)了三結(jié)砷化鎵太陽電池厚度為0.64微米的減反射膜層和頂電池GalnP2子電池的屏蔽影響，最終簡化得到了三結(jié)砷化鎵太陽電池可以工程應(yīng)用的移位損傷模型。實(shí)例空間計算結(jié)果表明，簡化的輻照衰減模型可行有效，這對復(fù)雜的三結(jié)砷化鎵太陽電池在軌輻射環(huán)境中性能的預(yù)測是非常有意義的。同時本論文為了得到輻照后太陽電池任意工作點(diǎn)的電性能參數(shù)，方便任意負(fù)載工作時的性能分析，開發(fā)了IV曲