单结GaAs电池波段内外激光辐照损伤因素探索

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• 论文作者：李云鹏 ; 冯国斌 ; 张检民 ; 林新伟 ; 师宇斌 ; 窦鹏程
• 年：2016
• 作者机构：西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室;
• 论文关键词：单结GaAs太阳电池 ; 激光辐照效应 ; 性能退化 ; 损伤机理
• 会议召开时间：2016-09-27
• 会议录名称：第十四届全国物理力学学术会议缩编文集
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第十四届全国物理力学学术会议
• 会议地点：中国四川绵阳
• 主办单位：中国力学学会物理力学专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：1
• 文件大小：37k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

GaAs太阳电池因其光电转换效率高、耐高温等优越性能,成为当前能源领域的研究热点。研究GaAs太阳电池的激光辐照效应与机理,可以为改进太阳电池、提高其损伤阈值提供依据,对激光能量传输技术和聚光太阳电池的发展都具有重要意义。本研究设计开展了在相同能量耦合强度、辐照面积和辐照时间下单结GaAs太阳电池波段内(808 nm)、波段外(1.07μm)单波长以及波段内外双波长激光联合辐照效应对比实验。实验发现,在能量耦合强度为10.5 W/cm~2、辐照光斑为Ф8 mm、辐照时间为60 s的条件下,辐照前、后样品的P_(max)下降程度十分接近。通过数值模拟研究发现,在辐照过程中不同辐照方式下样品经历了相似的温度历程。基于辐照前、后电致发光图像的变化,结合形貌变化、小光斑激光响应扫描测试,发现损伤区域分布与温度分布十分相似。分析认为,当温度超过约500℃时,太阳电池可能会因为GaAs太阳电池PN结内部缺陷增多,使载流子复合几率增大,少子寿命减少,致使太阳电池等效电路的并联电阻减小和串联电阻增大,最终导致太阳电池的输出性能下降。因此可以认为,无论是波段内、外激光单独辐照,还是波段内、外双波长激光联合辐照,在该实验条件下,导致太阳电池连续激光辐照损伤的最主要因素是热效应。

引文