空间三结砷化镓太阳电池辐照衰减模型研究

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随着空间飞行器技术的迅速发展，对太阳电池提出了更高的要求。在单晶硅、单结砷化镓太阳电池广泛应用后，开始了更高效率的三结砷化镓太阳电池的研究与开发，目前三结砷化镓太阳电池国内实验室的转换效率已接近32％(AM0，25℃)，将广泛应用于空间工程。为了满足空间应用性能分析和寿命预测，建立简单易行的辐照衰减模型成为研究的热点。
　　本论文首先介绍了太阳电池的发电原理、空间辐射环境对太阳电池的影响、三结砷化镓太阳电池的抗辐射设计和早期等效剂量模型。针对三结砷化镓太阳电池辐照损伤模型，选择了轨道环境仿真分析模型和屏蔽层的仿真模型，采用ESA空间环境计算工具SPENVIS进行微分电子谱和微分质子谱的计算；选择采用以低能离子在固体靶中的输运为基础的SRIM程序来进行非离子能损的模拟计算。为了工程应用，分别采用能量为IMeV、1.8MeV、ll.5MeV的电子不同注量辐照以及能量为0.32MeV、lMeV、3MeV的质子不同注量辐照，测试试验前后三结砷化镓太阳电池的光谱响应，确定了中间电池GaAs子电池为辐照衰减的主导子电池；采用SRIM程序仿真确认了三结砷化镓太阳电池厚度为0.64微米的减反射膜层和顶电池GalnP2子电池的屏蔽影响，最终简化得到了三结砷化镓太阳电池可以工程应用的移位损伤模型。实例空间计算结果表明，简化的辐照衰减模型可行有效，这对复杂的三结砷化镓太阳电池在轨辐射环境中性能的预测是非常有意义的。同时本论文为了得到辐照后太阳电池任意工作点的电性能参数，方便任意负载工作时的性能分析，开发了IV曲线计算程序。

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作者
程保义;
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作者单位

南开大学;

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授予单位南开大学;
学科工程
授予学位硕士
导师姓名孙云;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类太阳能电池;
关键词
三结砷化镓太阳电池; 非离子能损; 移位损伤模型; 辐照衰减; 寿命预测;

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