质子辐照GaAs/AlGaAs太阳能电池电学特性研究

【摘要】： 本文研究了质子辐照GaAs太阳能光电池的电学特性。通过深能级瞬态谱(DLTS),电流-电压(IV),电容-电压(CV)测试,并配合SRIM理论模拟,对不同能量的质子辐照造成的电池损伤特性进行了研究。其主要结果如下: 1、通过对辐照样品进行IV测试,发现对于不同能量(40,70,100,170,4000keV),相同辐照强度的质子辐照样品,100keV质子辐照样品损伤最严重,而40keV和4MeV质子辐照相应造成的损伤较小。对于相同能量,不同辐照强度的质子辐照样品,随辐照强度增大,电池损伤加剧。通过SRIM理论模拟,得出不同能量质子辐照在电池内造成的空位分布,通过空位分布可以看到,100keV质子造成的空位都集中在PN结区域。而40keV和4MeV质子辐照造成的空位分别集中在电池的窗口层以及电池的背面。通过SRIM模拟图可以看出缺陷在电池内的分布造成的影响。 2、通过DLTS测试,测得质子辐照产生的缺陷的激活能,缺陷浓度等参数。从DLTS的测量结果可以看出100keV质子产生的缺陷最多,40keV,4MeV质子辐照产生的缺陷信号非常小,这是因为用DLTS测量只能探测到PN结区域的缺陷,而通过SRIM模拟可以看到,40keV,4MeV质子产生的缺陷在PN结区域没有分布,因此在后面的对比中,我们主要考虑70,100,170keV质子辐照造成的缺陷分布。 3、对传统的DLTS求缺陷分布公式作出修正,得到了不同能量质子辐照在pn结产生的缺陷浓度分布。通过改变DLTS实验过程中脉冲与静态偏压大小,计算出在PN结不同区域缺陷的分布情况,将DLTS测试结果与SRIM理论模拟结果进行比较,发现结果基本吻合。 4、分析缺陷来源。 【关键词】：GaAS太阳能电池 缺陷 浓度分布 DLTS IV
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究GaAs太阳能电池的意义8-9
• 1.2 辐照对GaAs太阳能电池的影响9-11
• 1.2.1 空间粒子辐照的种类9-10
• 1.2.2 空间粒子辐照产生的影响10-11
• 1.3 空间用GaAs太阳能电池的发展11
• 1.4 太阳能电池辐照损伤研究的现状11-13
• 1.5 本文研究内容13-14
• 第2章 太阳能电池工作原理、性能表征及常用测量方法14-27
• 2.1 太阳能电池工作原理14-16
• 2.2 影响太阳能电池性能因素分析16-18
• 2.3 研究辐照太阳能电池的电学方法18-27
• 2.3.1 电流电压法(Ⅳ)18-19
• 2.3.2 电容电压法(CV)19-22
• 2.3.3 深能级瞬态谱(DLTS)22-27
• 第3章 用电流电压(Ⅳ)方法研究辐照GaAs太阳能电池特性27-39
• 3.1 实验样品27
• 3.2 实验结果27-39
• 3.2.1 未辐照样品Ⅳ测试结果及理论模拟27-29
• 3.2.2 相同剂量,不同能量质子辐照样品实验结果29-32
• 3.2.3 Stopping and range of ions in matter (SRIM)模拟32-37
• 3.2.4 相同能量,不同剂量质子辐照样品37-39
• 第4章 传统DLTS计算浓度公式的修正39-44
• 4.1 传统DLTS求缺陷浓度公式39-40
• 4.2 对传统公式的修正40-44
• 第5章 质子辐照样品DLTS测量44-57
• 5.1 CV测量样品掺杂浓度44-45
• 5.2 相同剂量不同能量质子辐照样品DLTS测试45-49
• 5.3 深能级浓度分布测量49-54
• 5.3.1 测试结果49-52
• 5.3.2 DLTS测试结果与SRIM模拟对照52-54
• 5.4 相同能量,不同剂量质子辐照DLTS测试54-57
• 结论57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61

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