单晶Si、单结GaAs太阳能电池的激光损伤特性对比研究

朱荣臻; 王睿; 江天; 许中杰; 程湘爱

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单晶Si、单结GaAs太阳能电池的激光损伤特性对比研究

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采用1064 nm纳秒脉冲激光辐照单晶Si、单结GaAs太阳能电池,针对不同强度激光辐照太阳能电池的损伤特性进行了实验研究,得出激光光斑聚焦在电池栅线上时,电池更易损伤,单晶Si电池的栅线打断之后仍能很好工作,单结GaAs电池却完全失效,这是由于高掺杂的基底锗熔融凝固连接栅线,导通电池正负极.实验结果还表明,激光辐照在电池表面时,对单晶Si电池基本没有影响,而GaAs电池输出性能也没有很大幅度的下降.理论分析了纳秒激光对电池的损伤主要是热、力效应共同作用的结果.热效应使材料熔化、气化,力效应主要沿着激光传输的方向,垂直于材料表面.常温下Si材料对1 064 nm有较强的本征吸收,GaAs电池的GaAs层透过1 064 nm,Ge基底本征吸收1 064 nm,Ge材料的熔点低于Si材料且其禁带宽度更窄,故其初始损伤阈值略低.通过SEM扫描电镜、激光拉曼材料分析及X射线光电子能谱仪等分析手段对实验结果进行了验证.

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来源
《红外与毫米波学报》 |2015年第4期|479-485|共7页
作者
朱荣臻; 王睿; 江天; 许中杰; 程湘爱;
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作者单位

国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;

国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;

国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;

国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;

国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;

国防科学技术大学高性能计算国家重点实验室,湖南长沙410073;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类薄膜技术;
关键词
太阳能电池; 激光损伤; 单晶Si; 单结GaAs; COMSOL; 扫描电镜; X射线光电子能谱仪;

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