1 中国科学院 新疆理化技术研究所, 中国科学院 特殊环境功能材料与器件重点实验室, 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 云南师范大学 能源与环境科学学院, 云南 昆明 650500
4 新疆大学 物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
为研究GaAsN/GaAs量子阱在电子束辐照下的退化规律与机制, 对GaAsN/GaAs量子阱进行了不同注量(1×1015, 1×1016 e/cm2)1 MeV电子束辐照和辐照后不同温度退火(650, 750, 850 ℃)试验, 并结合Mulassis 仿真和GaAs能带模型图对其分析讨论。结果表明, 随着电子注量的增加, GaAsN/GaAs量子阱光学性能急剧降低, 注量为1×1015 e/cm2和1×1016 e/cm2的电子束辐照后, GaAsN/GaAs量子阱PL强度分别衰减为初始值的85%和29%。GaAsN/GaAs量子阱电子辐照后650 ℃退火5 min, 样品PL强度恢复到初始值, 材料带隙没有发生变化。GaAsN/GaAs量子阱辐照后750 ℃和850 ℃各退火5 min后, 样品PL强度随退火温度的升高不断减小, 同时N原子外扩散使得样品带隙发生约4 nm蓝移。退火温度升高没有造成带隙更大的蓝移, 这是由于进一步的温度升高产生了新的N—As间隙缺陷, 抑制了N原子外扩散, 同时导致GaAsN/GaAs量子阱光学性能退化。
稀氮 光致发光 电子辐照 退火 dilute nitride photoluminescence electron irradiation GaAsN GaAsN annealed
1 中国科学院 特殊环境功能材料与器件重点实验室, 新疆电子信息材料与器件重点实验室,中国科学院 新疆理化技术研究所, 新疆 乌鲁木齐 830011
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 新疆大学 物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
4 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
为研究键合四结太阳电池中In0.53Ga0.47As子电池在高注量电子辐照下的性能退化规律与机制, 对In0.53Ga0.47As单结太阳电池进行了高注量1 MeV电子辐照试验, 并结合等效位移损伤剂量理论和数值拟合方法对电池性能的退化进行了分析讨论。结果表明, 在1 MeV电子辐照下, 非电离能损(NIEL)值在电池活性区内随着电子入射深度的增加不断增大; 开路电压Voc、短路电流Isc等重要I-V特性参数随着辐照注量的增加均发生了不同程度的退化, 注量达到6×1016 e/cm2时, 电池光电转化效率为零, 电池失效。光谱响应方面, 注量小于4×1016 e/cm2时, 长波区域退化程度明显比短波区域严重; 注量大于4×1016 e/cm2时, 长波区域退化程度与短波区域基本相同。辐照位移损伤引起的光生少数载流子扩散长度减小和载流子去除效应是导致电池性能退化的主要原因。
InGaAs单结太阳电池 高注量电子 位移损伤 载流子寿命 载流子去除效应 InGaAs single junction solar cell high fluence electron displacement damage carrier lifetime carrier removal effect
1 中国科学院新疆理化技术研究所 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室, 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津 300381
对采用MOCVD方法制备的晶格匹配(LM)与晶格失配(UMM)GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池进行了1 MeV电子辐射效应研究。结果表明: 在电子辐照下, 两种电池的I-V特性参数(开路电压Voc, 短路电流Isc, 最大输出功率Pmax)均发生衰降, 且晶格失配电池的I-V特性参数衰降均大于晶格匹配电池。在光谱响应方面, 对于顶电池, 晶格匹配电池的衰降大于晶格失配电池; 而中间电池则前者衰降小于后者; 另外, Ge底电池的光谱响应表现特殊, 辐照后光谱响应变强。
辐射效应 辐照退化 晶格匹配 晶格失配 三结太阳电池 radiation effects radiation degradation lattice matched upright metamorphic triple-junction solar cell
