GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池100 MeV质子位移辐照损伤效应实验研究

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作者 王祖军 尹利元 +7 位作者 王兴鸿 张琦 唐宁 郭晓强 盛江坤 缑石龙 晏石兴 李传洲 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2348-2356,共9页

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池是当前航天器空间电源系统的核心元器件,其在空间辐射环境中遭受的辐照损伤会导致太阳电池性能参数衰降,甚至导致航天器供电系统功能失效。为获取GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池高能质子辐照损伤退化规律,以国产Ga... GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池是当前航天器空间电源系统的核心元器件,其在空间辐射环境中遭受的辐照损伤会导致太阳电池性能参数衰降,甚至导致航天器供电系统功能失效。为获取GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池高能质子辐照损伤退化规律,以国产GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池为研究对象,通过开展100 MeV质子不同注量下的辐照实验,分析质子位移损伤诱发GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的开路电压(V_(oc))、短路电流(I_(sc))、最大输出功率(P_(m))、光电转换效率(E_(ff))等辐射敏感参数的退化规律和损伤机理。结果表明:注量范围为1×10^(11)~2×10^(12)cm^(-2)时,V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)的退化程度随辐照注量的增加而增大,当注量为2×10^(12)cm^(-2)时,P_(m)和E_(ff)归一化处理后的退化程度均为16.88%,与V_(oc)和I_(sc)相比,衰减更严重。对不同注量辐照所得V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)进行拟合,获得了V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)随辐照注量变化的特征曲线,根据该曲线可预估GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池不同注量下性能的衰减幅度。 展开更多

关键词 gainp/gaas/ge三结太阳电池 质子辐照 位移损伤 辐射敏感参数

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电子辐照GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池少子寿命的变化 被引量：1

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作者 吴锐 王君玲 +1 位作者 凌云龙 王荣 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1507-1511,共5页

为研究电子辐照空间太阳电池的损伤机制,对电子辐照GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池进行了光致发光谱测量,分析了GaInP顶电池及GaAs中间电池发光强度随电子注量的变化规律。利用辐射效率关系对归一化发光强度随电子辐照注量的变化进行了拟合... 为研究电子辐照空间太阳电池的损伤机制,对电子辐照GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池进行了光致发光谱测量,分析了GaInP顶电池及GaAs中间电池发光强度随电子注量的变化规律。利用辐射效率关系对归一化发光强度随电子辐照注量的变化进行了拟合,分别得到了GaInP顶电池及GaAs中间电池在不同辐照条件下的少子非辐射复合寿命τnr,通过对比辐照前后少子非辐射复合寿命的衰降变化,发现GaInP顶电池的抗辐照性能优于GaAs中间电池。 展开更多

关键词 电子辐照 gainp/gaas/ge三结太阳电池 光致发光 少子寿命

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GaInP类异质结提升GaInP/GaInAs/Ge太阳电池效率的研究

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作者 高慧 杨瑞霞 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第10期1324-1326,共3页

基于不同有序度的GalnP材料制备出高/低带隙的发射区/基区结构被称之为同材料类异质结结构,其产生的特殊能带结构可以提高太阳电池效率。通过生长条件的优化,验证了GaInP材料的有序度变小,材料带隙从优化前1.868 eV提高到1.898 eV。采... 基于不同有序度的GalnP材料制备出高/低带隙的发射区/基区结构被称之为同材料类异质结结构,其产生的特殊能带结构可以提高太阳电池效率。通过生长条件的优化,验证了GaInP材料的有序度变小,材料带隙从优化前1.868 eV提高到1.898 eV。采用该工艺条件制造了具有对应有序度的GalnP材料,分别作为GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池顶子电池的发射区/基区。测试结果表明,与参照电池比较,新结构太阳电池光照电流电压(LIV)特性参数在电流密度方面获得了明显的提高。 展开更多

关键词 gainp 有序度 三结太阳电池 PN结 电流密度

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大面积高效率空间用三结砷化镓太阳电池的研究 被引量：12

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作者 铁剑锐 许军 +1 位作者 肖志斌 杜永超 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3077-3080,共4页

通过在电池中引入布拉格反射器,提高电池抗带电子辐照能力,经辐照后使电池最大功率平均衰减小于18%。优化上电极栅线结构,当金属栅线面积占电池面积的3.0%时,电池平均短路电流为456.2mA。优化TiO_x/AlO_x双层减反射膜结构,短波300~500n... 通过在电池中引入布拉格反射器,提高电池抗带电子辐照能力,经辐照后使电池最大功率平均衰减小于18%。优化上电极栅线结构,当金属栅线面积占电池面积的3.0%时,电池平均短路电流为456.2mA。优化TiO_x/AlO_x双层减反射膜结构,短波300~500nm范围内电池表面反射率小于30%。采用以上结构最终制备出面积为26.8cm^2的空间用三结砷化镓太阳电池,批产平均转换效率为29.61%,最大转换效率30.15%。 展开更多

关键词 大面积 高效率 空间太阳电池 三结砷化镓太阳电池

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空间用三结砷化镓太阳电池激光划片技术研究 被引量：3

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作者 仇恒抗 苏宝法 +2 位作者 池卫英 陆剑峰 贾巍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1297-1301,共5页

以空间用三结砷化镓太阳电池激光划片为研究对象,对激光光源、功率、脉冲频率、划片速度等参数进行试验研究。研究结果表明：选用功率4 W、频率120 k Hz的355 nm紫外激光光源,采用50 mm/s的切割速度,对三结砷化镓太阳电池有良好的划片效... 以空间用三结砷化镓太阳电池激光划片为研究对象,对激光光源、功率、脉冲频率、划片速度等参数进行试验研究。研究结果表明：选用功率4 W、频率120 k Hz的355 nm紫外激光光源,采用50 mm/s的切割速度,对三结砷化镓太阳电池有良好的划片效果,切割宽度约14μm、深度约195μm,为激光切割技术用于三结砷化镓太阳电池的批量生产提供可能。 展开更多

关键词 三结砷化镓 太阳电池 激光划片 工程应用

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纳卫星、皮卫星的电源与配电系统 被引量：1

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作者 徐伟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1017-1018,共2页

皮、纳卫星电源系统担负为整星供电的任务,皮、纳卫星的电源系统采用高效的三结砷化镓太阳电池、锂离子电池和集成化的电源管理和配电系统,皮、纳卫星电源系统采用能量直接传输方式。

关键词 电源系统 三结砷化镓太阳电池 锂离子电池 集成化电源管理

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太阳电池分流电路与PCU联试仿真与分析

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作者 邹世纯 薛梅 +1 位作者 鲍伟丰 陈洪涛 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期398-400,共3页

通过太阳电池阵分流电路与PCU母线调节器联试仿真与分析,建立了三结GaAs太阳电池的电容动态分析模型,验证了太阳电池阵寄生电容对PCU母线调节器的影响,开展实验验证工作,保证太阳电池分流电路和电源控制器的接口兼容性。对以后太阳电池... 通过太阳电池阵分流电路与PCU母线调节器联试仿真与分析,建立了三结GaAs太阳电池的电容动态分析模型,验证了太阳电池阵寄生电容对PCU母线调节器的影响,开展实验验证工作,保证太阳电池分流电路和电源控制器的接口兼容性。对以后太阳电池阵及PCU母线调节器的设计提供理论和支持。 展开更多

关键词 三结gaas太阳电池 电容 PCU母线调节器 接口兼容性

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激光诱导三结砷化镓太阳电池短路电流增大现象与机理 被引量：3

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作者 窦鹏程 冯国斌 +4 位作者 张检民 林新伟 李云鹏 师宇斌 张震 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第B12期50-55,共6页

为研究三结太阳电池在强光辐射下的损伤效应规律,采用1 070 nm连续激光作为强辐射光源开展了n-on-1模式三结砷化镓(Ga As)太阳电池激光辐照效应实验。通过分析电池I-V曲线发现,不同于单结太阳电池短路电流随辐照功率增加呈现出的单调降... 为研究三结太阳电池在强光辐射下的损伤效应规律,采用1 070 nm连续激光作为强辐射光源开展了n-on-1模式三结砷化镓(Ga As)太阳电池激光辐照效应实验。通过分析电池I-V曲线发现,不同于单结太阳电池短路电流随辐照功率增加呈现出的单调降低,三结Ga As太阳电池短路电流在辐照功率密度达到11.1 W/cm2时会出现显著增加。文中对短路电流增大的机理进行了推导分析,得到了短路电流与限流层并联电阻间关系式,并结合子电池量子效率谱分析认为,短路电流的增加是由于激光导致的限流层并联电阻减小使得其限流失效所致。基于机理分析的等效电路模型模拟结果与实验数据吻合较好,从而说明了机理分析的正确性。 展开更多

关键词 激光辐照效应 三结gaas太阳电池 短路电流增大 等效电路模型仿真

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新一代载人飞船试验船能源管理功能研制特点

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作者 钟丹华 唐筱 +1 位作者 舒斌 张思义 《载人航天》 CSCD 北大核心 2021年第1期107-112,共6页

在系统架构研制中,针对新一代载人飞船试验船8000 km大椭圆轨道的任务特点,以及运行过程反复穿越辐射带的新环境特性,通过开展故障模式与影响分析和故障树分析工作,提出并采用了基于独立冗余的多机组主电源和多机组备份电源的高可靠高... 在系统架构研制中,针对新一代载人飞船试验船8000 km大椭圆轨道的任务特点,以及运行过程反复穿越辐射带的新环境特性,通过开展故障模式与影响分析和故障树分析工作,提出并采用了基于独立冗余的多机组主电源和多机组备份电源的高可靠高安全性能源系统总体技术方案,消除了分系统级单点故障环节,在发生一重甚至二重故障后,经过故障重构,仍然能够确保在全任务阶段安全、可靠地输出额定负载功率;在单机产品研制中,解决了在试验船大直径舱体凹舱壁内嵌安装和展开大型刚性太阳电池翼的研制难题,并部分使用了国内最高光电转换效率的太阳电池电路,成功完成首次在轨工程应用;在产品测试过程中,引入部分先进测试方法,通过使用远程测试技术,起到了简化流程、降本增效的作用。 展开更多

关键词 能源管理功能 电源系统 故障模式 三结砷化镓太阳电池

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基于薄膜干涉理论的三阶砷化镓电池散射光谱研究 被引量：2

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作者 李鹏 李智 +1 位作者 徐灿 方宇强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3092-3097,共6页

三阶砷化镓电池具有较高的光电转换效率,是卫星帆板的主要材料。利用卫星帆板的散射光谱特性,可以辅助判断帆板姿态以及卫星工作状态,对空间目标识别具有重要意义。搭建了空间目标表面材料散射光谱测量系统,对太阳能电池样片散射光谱进... 三阶砷化镓电池具有较高的光电转换效率,是卫星帆板的主要材料。利用卫星帆板的散射光谱特性,可以辅助判断帆板姿态以及卫星工作状态,对空间目标识别具有重要意义。搭建了空间目标表面材料散射光谱测量系统,对太阳能电池样片散射光谱进行测量。测量系统主要由REFLET 180S和FieldSpec@4光纤光谱仪组成。REFLET 180S能提供暗背景、稳定光源和高精度转台,光源光谱范围400~1800 nm,转台角分辨率为0.01°。FieldSpec@4光谱仪具有高的光谱分辨率(3 nm@700 nm,10 nm@1400/2100 nm)。针对电池样片强镜反特性,选择标准平面反射镜作为定标体,测量入射角为5°,15°,30°,45°和60°,反射角为镜反射方向±2°,角度间隔为0.1°。测量结果发现三阶砷化镓电池在可见光波段(600~900 nm)散射光谱存在三个明显吸收峰,并且随着入射角的增加,吸收峰出现向左“迁移”特性;在近红外波段(900~1800 nm)散射光谱出现类周期性震荡特性,而硅电池散射光谱并没有这些特性。三阶砷化镓电池结构复杂,将其物理结构简化为DAR层和三个半导体吸收膜层:顶电池GaInP层、中电池GaAs层和衬底Ge层。基于薄膜干涉理论,利用等效光学导纳法,对三阶砷化镓电池散射光谱进行建模。仿真光谱基本拟合出可见光波段的吸收特性以及近红外波段的周期性震荡特性,说明利用薄膜干涉理论建立反射率模型的正确性。利用光谱仿真模型,分析不同膜层对三阶砷化镓散射光谱的影响。结果表明:DAR层主要作用是降低光谱反射率,对光谱形状影响不大;Ge层对散射光谱没有影响,主要作用是增加光的透射率和吸收效率;GaInP层和GaAs层对散射光谱形状起主要作用,GaAs层是造成近红外波段干涉特性的主要原因;GaInP层是引起可见光波段吸收特性的主要原因,同时对近红外波段干涉曲线的振幅和频率起调制作用。研究结果可为卫星太阳能帆板和电池碎片识别提供数据支撑。 展开更多

关键词 卫星 三阶砷化镓电池 散射光谱 吸收峰 震荡特性 薄膜干涉

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空间三结砷化镓太阳能电池用小型太阳模拟器测试平台设计

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作者 张龙龙 王凯 +2 位作者 刘珉强 郑菲玲 王超 《实验室研究与探索》 2025年第9期50-53,79,共5页

为精确测试空间三结砷化镓太阳能电池在AM0标准下的输出特性,研究设计开发了一套小型太阳模拟器测试平台。该平台通过短弧氙灯和精密光场强度调控单元实现AM0光谱匹配与辐照度精确控制;采用基于改进模糊自适应比例-积分-微分(PID)算法... 为精确测试空间三结砷化镓太阳能电池在AM0标准下的输出特性,研究设计开发了一套小型太阳模拟器测试平台。该平台通过短弧氙灯和精密光场强度调控单元实现AM0光谱匹配与辐照度精确控制;采用基于改进模糊自适应比例-积分-微分(PID)算法的智能恒温控制单元,建立被测太阳能电池标准测试温度环境,通过多路电阻快速切换的Ⅰ-Ⅴ曲线测试单元完成对被测太阳能电池输出特性的测试。测试结果表明,该测试平台能够精确模拟空间太阳辐照环境,太阳辐照不均匀度≤±4.6%、不稳定度≤±0.84%,并在(25.0±0.3)℃恒温下可靠测得电池Ⅰ-Ⅴ特性曲线及开路电压、短路电流等关键参数。通过该测试平台可有效解决空间太阳能电池地面测试不精确问题,为电池性能评估提供了可靠的技术支撑。 展开更多

关键词 太阳模拟器 AM0光源 恒温控制 三结砷化镓太阳能电池 Ⅰ-Ⅴ特性曲线

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