一、0.5MeV质子对玻璃盖片未完全覆盖GaAs/Ge太阳电池的影响(论文文献综述)
李欣[1](2021)在《质子辐照太阳电池系统的物理效应研究》文中研究表明作为航天器至关重要的动力系统,太阳电池通常需要较高的转换效率和可靠性以及较长的使用寿命。但太阳电池阵列由于直接暴露在太空环境中,极易受到空间环境的作用,性能和寿命方面会受到很大影响。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片,可以在一定程度上抵御空间粒子的辐照,减轻太阳电池的性能退化,使太阳电池尽可能高效和长时间为航天器进行能源供应。随着工艺技术水平的不断提高,抗辐照太阳电池玻璃盖片不再是简单的单层玻璃,而是发展成为多层材料复合而成的光学系统,主要由玻璃盖片、增透减反复合膜结构组成。目前,硅电池是制备技术最成熟、最广泛使用的太阳电池,硼硅酸盐玻璃是一种比较理想、前景十分广阔的太阳电池玻璃盖片材料,氟化镁和氧化铟锡复合膜是近年来开始使用的一种性能较好的膜结构。本课题主要采用蒙特卡洛仿真方法,结合SRIM软件模拟研究粒子辐照硼硅酸盐玻璃盖片系统、硅太阳电池的物理损伤效应。基于粒子与物质相互作用的理论、NRT位移模型理论以及基本公式,确定辐照损伤的可靠计算方法;通过分析不同入射能量的质子在靶材中的阻止本领、电离能损、位移能损、空位的产生情况,分别对辐照硼硅酸盐玻璃盖片系统、硅太阳电池辐照损伤的物理过程进行研究;并通过PC1D软件来计算太阳电池的电学参数,以少数载流子寿命将微观位移损伤效应与电池的宏观电池参数联系起来,对粒子辐照导致的电池性能变化进行物理机理分析。结果表明:SRIM输出文件获取移位数的方法简单方便,但不同模式下的结果有差异,需要根据入射粒子原子序数、靶材性质来选择相对准确的计算模式,在模式选择正确的基础上才能进一步对靶材的辐照损伤效应进行物理分析。对于玻璃光学系统而言,其光学性能发生较大的变化最主要的原因是电离损伤和位移损伤会引起光学晶体产生色心结构而诱发光学吸收。对于硅电池而言,位移损伤导致的缺陷会形成载流子复合中心,导致少数载流子的寿命减小从而影响太阳电池的电学性能。在此基础上验证了 100 μm厚的硼硅酸盐玻璃盖片系统对太阳电池的防护作用,并模拟分析了电池电性能参数随少数载流子寿命的变化情况,从而概括出太阳电池系统从微观到宏观的辐照损伤机理。
王豪鑫[2](2020)在《铜基无机空穴传输材料和缺陷钝化添加剂在钙钛矿太阳能电池中的应用研究》文中研究指明有机-无机杂化卤化物钙钛矿材料摩尔消光系数高,激子结合能小,载流子扩散距离长,能级合适可调,制备工艺简单,因此钙钛矿太阳能电池(PSCs)成为了下一代薄膜太阳能技术的最有希望的替代者。通过优化钙钛矿的成分、器件结构和沉积方法,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)已从2009年的3.8%大幅提高到最新认证的25.2%,接近了实用化多年的硅太阳能电池最高效率。然而钙钛矿太阳能电池在电荷传输界面调控、薄膜缺陷钝化以及器件稳定性等方面还充满着挑战。本论文先后针对无机空穴传输层的制备方法和钙钛矿薄膜表面缺陷钝化来开展工作。通过简单的气-固反应方法制备出比溶液旋涂法更致密均一的碘化亚铜薄膜,作为倒置平面钙钛矿太阳能电池的空穴传输层,防止了掺杂氟的氧化锡(FTO)基底和钙钛矿层之间直接的接触,有效减少界面处的电荷-载流子复合造成的能量损失,进而提高了器件的整体性能。以此方法制备的钙钛矿太阳能电池展现了 14.71%的光电转换效率,器件性能重复性良好,几乎没有迟滞效应并且稳定性良好。这也是当时关于碘化亚铜作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料所报道的最好表现之一。使用硫氰酸亚铜作为碘化亚铜结晶抑制剂,改善了溶液旋涂法制备的碘化亚铜薄膜的质量,并且将致密均一的复合薄膜成功应用于倒置平面钙钛矿太阳能电池。碘化亚铜/硫氰酸亚铜复合材料结合了各自母体材料的有利性能,即高电导率和良好的薄膜形貌。基于这种复合空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池器件产生最高的光电转换效率为18.76%,超过了纯碘化亚铜(14.53%)和硫氰酸亚铜(16.66%)的相应器件性能。该结果是迄今为止报道的基于碘化亚铜和硫氰酸亚铜作为空穴传输层的倒置平面钙钛矿太阳能电池中的最高效率之一。将天然叶绿素衍生物叶绿素铜钠盐(NaCu-Chl)作为缺陷钝化材料引入到钙钛矿薄膜表面,该钝化策略成功地应用于制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池。NaCu-Chl以自身官能团-COO-锚定在钙钛矿薄膜表面,并且通过配位等相互作用钝化表面未完全配位的Pb2+位点,以此减少了薄膜表面载流子非辐射复合位点,使钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到20.27%,而且抑制了迟滞效应。NaCu-Chl自身的疏水性也使得器件在潮湿环境下的稳定性得到了提高。
郭宏亮[3](2019)在《高效多结电池光电耦合效应与抗辐射优化设计》文中提出多结电池是航天器电源系统中光电转换的核心器件。随着新材料(AlGaInP,InGaAs等)、新结构(柔性电池、倒置赝形结构)、新工艺(倒置赝形工艺、量子点电池工艺等)的开发应用,多结电池中出现了一系列新的现象,如荧光耦合和光调制效应会显着地影响多结电池的性能,也为新型电池设计、结构与工艺优化及其性能测试表征提出新的问题;同时,多结电池在空间宽能谱带电粒子辐射环境应用中,子电池内部及不同子电池之间辐射损伤不均匀性成为电池抗辐射优化的重要瓶颈。本文以新型多结III-V电池及其子电池和组成材料为研究对象,采用先进的测试手段、半导体器件物理模型和多结电池电路模型等仿真分析方法,系统研究了多结电池中的荧光耦合和光调制效应及辐射影响机制,深入研究了粒子辐射对电池非均匀损伤行为与机理,建立了非均匀辐射损伤的等效评价方法,实现了新型抗辐射多结电池结构的优化设计。研究结果表明,GaInP/GaAs/Ge三结电池内部各子电池之间存在着荧光耦合效应,主要体现在EQE(External Quantum Efficiency)测量时特定波段出现的“伪信号”现象。荧光耦合效应的本质是具有高内荧光效率子电池的辐射复合现象,其中多结电池测量时偏置光强度、二维不均匀性和结构参数都对荧光耦合效应产生影响。建立包含受控电流源的电路模型用于描述荧光耦合现象,其核心参数受控因子α决定于电池的辐射复合行为。研究发现,荧光耦合效应中的光致发光现象及相关光子循环过程,会引起发光子电池开路电压增加,下方子电池短路电流增大。经1×1015 cm-22 1 MeV电子辐照后,GaInP/GaAs/Ge三结电池载流子复合率增加,荧光发射减弱,光子循环作用减弱,其Ge子电池受控电流源的受控因子α从0.51下降到0.04,EQE“伪信号”消失。基于多结电池荧光耦合现象,揭示出在设计多结电池的DBR结构时,需要合理选择中心反射波长,协调DBR上层电池增益和下层电池损失达到电流匹配的效果。多结电池光电转换行为会因入射光参数变化而改变,表现出显着的调制效应。以新型AlGaInP电池为对象,发现EQE会随着光强增加呈现出“缓增—快速增加—饱和”的变化规律,其本质是由于增加的过剩载流子对电池中陷阱的填充效应。利用50 keV质子辐照AlGaInP电池,材料中的缺陷浓度大幅增加,少子扩散长度下降,光调制效应减弱;在测量EQE时,偏置光导致空间电荷区的缩小,进一步弱化了光调制效应。针对三结电池,入射光谱变化会显着改变多结电池的各子电池间的电流匹配以及电源-负载关系,导致多结电池输出电性能的变化。当电池受到带电粒子辐照时,弱光条件对电池的辐照损伤和退化有放大效应。基于多结电池中的光调制作用提出了采用子电池间的功率匹配方案代替光谱匹配和晶格匹配方案开展多结电池的结构优化设计,同时提出了利用粒子辐射和偏置光消除电池荧光耦合效应从而获得标准量子效率的方法。低能质子在多结电池内造成非均匀的损伤,以G型、B型和M型三种类型的三结砷化镓太阳电池为对象,利用能量在50170 keV范围的质子进行辐照试验,使得质子射程在电池的不同功能区域,研究辐照非均匀损伤造成多结电池电性能退化规律及其与均匀损伤条件下的差异;以此为基础,提出了非均匀损伤区的“缺陷带”假设,采用有限差分方法建立了太阳电池非均匀损伤数学模型,揭示出电池发射区损伤主要造成电流退化、而结区损伤则造成开路电压显着下降的规律,与实验结果相一致;仿真和试验结果同时揭示出非均匀损伤缺陷导致的载流子寿命和迁移率下降、特别是结区级联缺陷的复合行为,是导致电池并联电阻下降和电池二极管理想因子n值增加的主要机制。以多结电池光电耦合效应和非均匀损伤机理为基础,针对中轨道带电粒子宽能谱强辐射环境及其造成的三结电池非均匀损伤情况,建立了多结电池电性能退化评价和抗辐照结构优化设计方法。首先通过计算带电粒子在玻璃盖片中的输运行为获得在轨条件下玻璃盖片后的带电粒子能谱,然后确定在此粒子谱作用下多结电池材料内的缺陷分布函数;同时,基于辐照试验数据拟合获得多结电池中的少子寿命损伤参数k’σv和迁移率衰减参数Kμ’;最后,利用上述拟合结果计算单结电池和多结电池在非均匀损伤模式下的电性能退化曲线。基于上述研究,提出了一种多结III-V太阳电池在空间宽能谱粒子辐射条件下的结构优化方法,并针对不同服役周期下10000 km高度轨道卫星用刚性电池和20000km高度轨道卫星用柔性电池的抗辐射需求进行了多结电池的结构优化。
王杰[4](2016)在《三结GaAs太阳能电池非均匀辐照损伤效应及电路仿真》文中进行了进一步梳理航天器在轨运行期间电能主要由太阳能电池提供,所以太阳能电池的工作状态对航天器的正常运行有着重要的影响,研究太阳能电池的退化规律对预测电池的寿命有重要的帮助作用。本文通过1Me V电子和低能质子模拟太阳能电池可能受到的带电粒子非均匀辐照,研究了不同辐照损伤比面积、异形以及电池边缘损伤与心部损伤对电池光电性能退化行为的影响。通过量子效率测量、光荧光效应分析和电路仿真分析揭示了电池非均匀损伤对其电性能输出的影响机制。通过对1Me V电子和70keV质子非均匀辐照后太阳能电池性能退化规律的研究,发现太阳能电池非均匀辐照后,短路电流随辐照面积的增加呈线性下降趋势,开路电压随辐照面积的增加呈现指数下降的趋势。这些变化与损伤区的形状、损伤区的位置无关。利用电路模拟分析,发现1Me V电子辐照后太阳电池的开路电压的指数下降趋势,主要是由于反向饱和电流的增加导致。而70keV质子辐照电池后,开路电压的指数退化趋势是由于反向饱和电流,理想因子和并联电阻的共同作用。通过对太阳能电池进行小面积辐照后再进行整体辐照后的最大输出功率的研究,发现在太阳能电池在整体性能良好(服役初期)时,小区域的辐照损伤会使得太阳能电池最大输出功率出现快速下降;在太阳能电池性能整体的电性能退化(服役后期)后,小区域非均匀的辐照损伤对太阳能电池最大输出功率的影响大大减弱。电路分析表明,三结太阳能电池顶结子电池和中结子电池存在荧光耦合效应,中结电池的短波长量子效率与长波长量子效率之间存在负相关系,顶结电池损伤会导致荧光耦合效应减弱。非均匀损伤后,由于横向载流子的扩散,荧光耦合效应引起的中结特定波长的量子效率会在辐照边界附近出现逐渐缓变趋势,并且导致不同波长的量子效率在横向上出现错位。
盛延辉[5](2015)在《基于GaAs/Ge太阳电池辐照损伤模型的载流子输运机制研究》文中研究表明本文通过空间带电粒子辐射环境地面等效模拟试验,研究GaAs/Ge太阳电池在质子和电子辐照下的电学性能演化规律及损伤机理。根据短路电流退化模型和开路电压退化模型对辐照后GaAs/Ge太阳电池的电学性能退化规律进行非线性模拟分析,建立空间太阳电池多数载流子去除率损伤系数和少数载流子扩散长度损伤系数随入射质子和电子能量变化的基本规律,深入分析空间太阳电池辐照损伤的内在物理机制。电学性能测试结果表明,在电子辐照注量一定时,电子辐照GaAs/Ge太阳电池电学性能退化幅度均随电子能量增加而增大。<200 keV质子辐照GaAs/Ge太阳电池后,70 keV质子辐照导致电池开路电压和最大功率退化幅度最大,并且随着质子能量增加开路电压退化幅度减小;40 keV质子辐照导致电池的短路电流退化幅度最大,且随着质子能量增加短路电流退化幅度减小。4Me V和10 MeV质子辐照下GaAs/Ge电池电学性能退化幅度均随着高能质子能量增加而增大。开路电压退化模拟结果表明,不同能量的质子辐照下,GaAs/Ge太阳电池的多数载流子去除率损伤系数随质子能量增大而先增大后减小;在100 ke V质子辐照下电池的多数载流子去除率损伤系数达到最大值。不同能量的电子辐照下GaAs/Ge太阳电池的多数载流子去除率损伤系数随着电子能量增大而增大。此外,GaAs/Ge太阳电池的开路电压(Voc)的退化与载流子去除率有关,多数载流子去除效应是空间带电粒子辐射下太阳电池的开路电压退化的原因之一。短路电流退化模拟结果表明,不同能量的质子辐照下,GaAs/Ge太阳电池的少数载流子扩散长度损伤系数随着质子能量的增加而减小;不同能量电子辐照下,GaAs/Ge太阳电池的少数载流子扩散长度损伤系数随着电子能量增加而增大。此外,GaAs/Ge太阳电池的短路电流(Isc)退化是由少数载流子扩散长度损伤系数决定的。等效相对损伤系数研究结果表明,质子辐照下GaAs/Ge太阳电池的多数载流子去除率损伤系数随质子能量增加而先增大后减小,且与国内外GaAs/Ge电池Voc的相对损伤系数的变化趋势一致。质子辐照下GaAs/Ge电池的少数载流子扩散长度损伤系数随质子能量增加而减小,也与国内外GaAs/Ge电池Isc相对损伤系数变化趋势一样。电子辐照下GaAs/Ge电池的多数载流子去除率损伤系数和少数载流子扩散长度损伤系数均随电子能量增加而增大,且与美国喷气动力实验室的等效注量法定义的相对损伤系数的变化规律一致。本文从实验和理论分析两方面,研究质子和电子辐照下GaAs/Ge太阳电池电学性能退化规律,从载流子输运的角度分析太阳电池内部载流子输运机制,研究结果对于揭示太阳电池辐照损应机理有重要意义。
陈启忠[6](2012)在《低轨道高压电源系统关键技术研究》文中提出随着空间技术的发展,航天器功能越来越复杂,所要求的负载功率也越来越大,因此需要采用更高的母线电压来进行功率传输。高压母线系统在高轨道卫星已经在多个国家采用,但由于轨道条件和环境的不同,高压母线电源系统用于低轨道航天器还需要解决许多关键技术,目前仅有美国系统地掌握了该技术,并成功应用于空间站以及一些低轨道大功率卫星。我国随着载人航天工程的一步步实现,即将建立自主研制的空间站,也迫切需要进行低轨道高压母线的研究。本文以我国自主研制的空间实验室为背景,进行了100V高压母线电源系统的方案设计以及关键技术研究。论文首先对低轨道空间环境以及这些空间环境对高压母线电源系统的影响进行了分析,在此基础上设计了以半刚性帆板、氢镍电池、控制系统为主体的空间实验室100V母线电源系统方案,并对系统内各功能模块进行了具体设计和部件选型研究。其次,论文对高压母线电源系统的关键技术进行了梳理,并就低轨高压太阳电池翼冷等离子体的防护技术、系统高压安全性以及防护技术、高压母线调节控制技术进行了理论分析,结合电源系统工作特点进行了多种地面验证试验,确定了关键技术参数,并在设计上采取了相应措施,降低了高压母线工程实施风险。论文对系统进行了控制稳定性仿真和系统能量平衡分析,从理论上验证了系统方案的可行性。最后完成了高压母线电源系统地面工程样机系统的研制,并对样机系统进行了功能、性能测试。地面测试结果验证了系统设计的合理性和实用性,也为系统后续完善提供了依据。
江天[7](2012)在《单元光电探测器在连续激光辐照下的响应机理研究》文中进行了进一步梳理随着光电探测器在军事和民用等诸多领域的广泛应用,半导体光电探测器的激光辐照效应越来越受到人们的重视。光电探测器的种类繁多,每种探测器都有其特定的光谱探测范围,即存在探测的截止波长。在实际的光电对抗中,对探测器进行干扰和损伤的激光波长不一定恰好位于探测器的响应波段内,本文将光子能量大于探测器材料禁带宽度的激光称为该探测器的波段内激光;把光子能量小于探测器材料禁带宽度的激光称为该探测器的波段外激光。本文以光伏(PV)型和光导(PC)型单元光电探测器为研究对象,分别在实验和理论上系统地研究了PV型探测器和PC型探测器在波段内激光辐照下的非线性响应机理以及在波段外激光辐照下的响应机理。研究内容如下:1.研究了PC型探测器在波段内连续激光辐照下动态响应的物理过程。进行了PC型InSb红外探测器的波段内激光辐照实验,建立了PC型探测器在波段内连续激光辐照下的载流子输运模型,数值计算结果与实验结果吻合,分析了PC型探测器在波段内激光辐照下的响应机制。研究表明,PC型探测器对波段内激光的响应机制包括光激发载流子效应和热效应,热效应主要体现为温度对载流子迁移率的影响和温度对载流子浓度的影响。在分析PC型探测器在波段内激光辐照时的电压信号时,必须考虑以上三种效应对输出电压信号的影响。2.系统地研究了PV型探测器在波段内连续激光辐照下非线性响应的物理机制。在大量实验的基础上,明晰了PV型探测器在强光辐照下的一般规律性现象,和由探测器个体差异导致的特殊现象。发现并对比研究了两种典型的过饱和现象,理论上,从等效电路模型出发,分析了两种过饱和现象的发生条件,建立了数值计算的理论模型,对两种过饱和现象进行了数值模拟,计算结果与实验结果吻合得较好。研究表明,PV型探测器在波段内激光辐照下引起的过饱和现象有两种产生机制,一种是热效应引起的暗电流增大机制;另一种强光引起的漏电流增大效应,该机制是由于探测器材料制备过程中引入缺陷导致的。3.系统地研究了PC型探测器在波段外连续激光辐照下动态响应的物理过程。实验上,分别进行了PC型InSb和HgCdTe两种典型红外探测器的波段外激光辐照实验,发现了一种普遍存在于PC型探测器在波段外激光辐照下的新现象,深入分析了新现象的产生机理。建立了PC型探测器在波段外连续激光辐照下的载流子输运模型,分析了PC型探测器在波段外激光辐照下电压响应的机制,数值计算结果与实验结果吻合。研究表明,PC型探测器对波段外激光有响应,其响应机制仅为热效应,具体表现为温度对载流子迁移率的影响和温度对载流子浓度的影响。波段外激光辐照下,探测器温升,当探测器芯片温度小于特征温度(电导率出现极小值时对应的温度)时,温度对载流子迁移率的影响起主导作用,探测器的输出电压信号表现为随温度升高而增大;当探测器芯片温度大于特征温度时,温度对载流子浓度的影响起主导作用,探测器的输出电压信号表现为随温度升高而减小。探测器输出电压信号是由温度对载流子迁移率的影响和温度对载流子浓度的影响共同决定。4.研究了PV型探测器对波段外激光的响应机制,研究表明,热生电动势为PV型探测器对波段外激光响应的主要机制,并阐明了不同初始开路电压条件对探测器输出信号的影响。利用Si太阳能电池重现了HgCdTe探测器在波段外激光辐照下的实验现象,并围绕着热生电动势是否存在、与光生电动势的区别与联系以及与温差电动势的区别等问题设计了实验,从实验的角度验证了热生电动势的正确性。
胡建民[8](2009)在《GaAs太阳电池空间粒子辐照效应及在轨性能退化预测方法》文中认为本文通过空间带电粒子辐照地面等效模拟试验,研究了国产GaAs/Ge单结太阳电池和GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电学性能演化规律和辐照损伤机理。在此基础上,对GaAs/Ge单结太阳电池的在轨性能退化预测方法进行了简化和改进,并将其推广应用于GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池。针对地球同步轨道环境条件,预测了国产GaAs/Ge单结太阳电池和GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的在轨服役行为。研究结果表明,不同能量质子辐照下,GaAs/Ge单结太阳电池的电学性能退化与电池发射区、基区和空间电荷区不同程度的损伤密切相关。70keV质子主要造成电池空间电荷区损伤,导致电池开路电压明显退化,40keV质子主要造成电池发射区损伤,导致电池短路电流显着降低。大于100keV质子辐照下,电池短路电流、开路电压和最大功率的退化幅度均随质子能量提高逐渐降低。电子辐照注量一定时,GaAs/Ge电池电学性能的退化幅度随电子能量增加而增大。1MeV电子和170keV质子的辐照次序对电池的辐照损伤效应没有影响。DLTS分析表明,<200keV质子辐照在GaAs/Ge电池中引入的辐照缺陷主要有Ec-0.31eV和Ec-0.47eV,且随质子能量的增加,缺陷浓度逐渐降低。在辐照损伤效应研究的基础上,针对GaAs/Ge太阳电池,建立了短路电流和开路电压退化的数学/物理模型。<200keV质子辐照下,GaInP/GaAs/Ge三结电池的电学性能退化与质子能量密切相关。在一定的辐照注量下,170keV质子辐照造成电池开路电压、短路电流和最大功率的退化幅度最大;与之相比,40、100和130keV质子辐照引起电池电学性能退化幅度相对较小。4MeV和10MeV质子辐照下,电池的电学性能退化幅度随质子能量的增加逐渐减小。在一定的电子注量下,电池电学性能的退化幅度随电子能量提高而增大。采用光学深能级瞬态谱法分析了三结GaInP/GaAs/Ge太阳电池的深能级缺陷。研究结果表明,<200keV质子辐照在GaInP子电池中引入的深能级缺陷主要有Ec-0.26eV、Ev+0.18eV和Ev+0.42eV;在GaAs子电池中产生的深能级缺陷主要有Ec-0.015eV、Ec-0.15eV和Ev+0.33eV。从试验和理论分析两方面,研究了<200keV质子通量对GaAs/Ge太阳电池辐照损伤效应的影响。结果表明,质子通量在6×1091.2×1011cm-2s-1范围内,对GaAs/Ge太阳电池的辐照损伤效应没有影响,为进行空间带电粒子辐照地面等效模拟加速试验提供了依据。针对国产GaAs/Ge和GaInP/GaAs/Ge太阳电池,建立了不同能量电子和质子辐照下太阳电池电学性能退化曲线与动力学方程。在此基础上,确定了国产太阳电池不同能量粒子注量转换的相对损伤系数。通过Monte-Carlo方法计算了透过太阳电池防护盖片的空间带电粒子能谱及轨道等效注量,简化了等效注量法的计算过程。在低能质子辐照损伤效应研究的基础上,针对国产GaAs/Ge单结太阳电池,确定了<70keV质子和>70keV质子辐照位移损伤剂量转化的相对等效系数,对NRL的位移损伤剂量法进行了改进。将改进的位移损伤剂量法推广应用于GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池。采用改进的等效注量法和位移损伤剂量法,预测了表面加装120μm防护盖片的国产GaAs/Ge太阳电池和GaInP/GaAs/Ge太阳电池在地球同步轨道的电学性能退化。两种评价方法的预测结果一致,说明改进后的评价方法具有实际应用的可行性。
张鑫赟[9](2009)在《电子辐照带盖片GaAs/Ge太阳电池性能演化及退火效应研究》文中指出本文通过地面模拟空间环境试验,研究了低能电子(60keV~150keV)辐照下航天器上实用的带盖片的GaAs/Ge太阳电池的辐照损伤效应。通过对电池辐照过程中伏安特性的原位测试,研究了辐照后带盖片GaAs/Ge太阳电池电性能参数的变化规律;利用光谱响应、光学反射率、光致发光光谱(PL)和暗特性测试等方法研究了带盖片GaAs/Ge太阳电池辐照前后性能的变化,分析了低能电子辐照对带盖片GaAs/Ge太阳电池性能衰减的原因;并利用CASINO软件对GaAs/Ge太阳电池进行辐照模拟研究;还对辐照后的太阳电池进行了退火试验研究。性能测试结果表明:相同能量条件下,电池性能衰减随着辐照注量的增加而增加。注量一定条件下,100keV电子辐照致使电池损伤最为严重,80keV电子辐照次之,60keV、120keV、150keV电子辐照对电池造成的损伤很小。分析结果表明:100keV电子辐照后电池光谱响应明显下降,点阵结构明显变化,内阻Rs略有上升,低能电子辐照对盖片反射率影响不大。电池电性能参数降低。低能电子辐照对电池整体性能的衰减主要是由于电子对玻璃盖片、电池表面粘结剂、发射区表面产生影响,致使电池性能下降。CASINO软件模拟结果表明:100keV的电子在带盖片的GaAs/Ge太阳电池中的入射深度刚好到达结区,对电池的粘结剂、P区和结区产生影响,从而影响光电转换效率,使电池性能明显下降。60keV的电子不能穿透电池表面玻璃盖片,120keV的电子则刚好可以到达电池的基区。退火试验结果表明:退火可使辐照后的电池性能得到恢复。在相同退火温度条件下,随着退火时间的延长,电池性能回复越多;相同退火时间条件下,随着退火温度的提高,电池性能回复越快。低能电子对电池的损伤主要是电离效应。
赵慧杰[10](2008)在《低能质子和电子辐照GaAs/Ge太阳电池性能演化及损伤机理》文中认为本文通过空间辐射环境地面模拟试验,对航天器应用的GaAs/Ge太阳电池在质子、电子及其综合辐照作用下电性能的演化规律及损伤机理进行了研究。采用了单因素质子、单因素电子、先质子后电子、先电子后质子以及质子和电子同时辐照五种辐照方式。质子与电子的能量选为50~170keV,电子注量达到1×1016e/cm2,质子照注量达到3×1012p/cm2。通过伏安特性、光谱响应、光致发光光谱、深能级瞬态谱、光学反射光谱及霍尔效应等测试手段揭示了质子、电子单因素和综合因素辐照条件下GaAs/Ge太阳电池的性能演化规律,分析了辐照导致GaAs/Ge太阳电池短路电流(Isc)、开路电压(Voc)、最大功率(Pm)和填充因子(FF)等特性参数退化的机理。质子辐照后I-V测试分析结果表明,小于200keV质子辐照能量相同时,随辐照注量的增加,GaAs/Ge太阳电池的Isc、Voc、Pm和FF等特性参数降低。辐照注量相同时,质子能量越高,电池性能衰降程度越大。质子辐照后GaAs/Ge太阳电池的量子效率随辐照能量和注量增大而降低;能量较低时呈现短波效应,而随着能量增高,引起短波效应的同时出现长波效应。随着辐照能量和注量的增加,GaAs/Ge太阳电池光致发光峰的峰高降低,半峰宽变宽,峰位右移。质子辐照在GaAs/Ge太阳电池的p区、结区和n区分别引入了高密度的深能级缺陷,缺陷的能级位置随辐照能量和注量的不同而变化。在所试验的GaAs/Ge太阳电池中主要产生了Ec-0.24eV、Ec-0.33eV、Ec-0.38eV、Ec-0.52eV、Ec-0.72eV和Ec-0.75eV六个深能级。原位I-V测试分析结果表明,小于200keV的电子辐照能使GaAs/Ge太阳电池的性能参数降低。电子辐照能量相同时,电池的Isc、Voc、Pm和FF等性能参数均随辐照注量的增加而降低。辐照注量相同时,电池性能随辐照能量增高而下降。能量小于200keV的电子辐照对GaAs/Ge太阳电池引起的性能衰降,可以在室温放置过程中逐步得到恢复。不同能量与注量低能电子辐照后,GaAs/Ge太阳电池的量子效率有所减小,光学反射率有所升高,但尚未发现深能级缺陷形成。低能质子与电子顺序辐照和同时辐照试验结果表明,同时辐照比顺序辐照更能使GaAs/Ge太阳电池的电性能降低。顺序辐照时,低能质子对电池性能退化起主要作用。质子与电子同时辐照时,GaAs/Ge太阳电池量子效率衰降最严重,其次是电子和质子的顺序辐照。质子与电子综合辐照对GaAs/Ge太阳电池性能的影响具有协合效应。GaAs/Ge太阳电池综合辐照前后PL光谱发生变化,GaAs特征峰强度经综合辐照后明显降低,半峰宽有少许增宽,峰位发生轻微红移。综合辐照下,量子效率下降的幅度依次是:质子与电子同时辐照>质子和电子顺序辐照>单独质子辐照>>单独电子辐照。
二、0.5MeV质子对玻璃盖片未完全覆盖GaAs/Ge太阳电池的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、0.5MeV质子对玻璃盖片未完全覆盖GaAs/Ge太阳电池的影响(论文提纲范文)
(1)质子辐照太阳电池系统的物理效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 空间辐照环境 |
1.3 空间太阳电池系统 |
1.3.1 太阳电池的工作原理及分类 |
1.3.2 太阳电池系统的发展 |
1.4 国内外研究现状 |
1.5 本文研究的主要内容和工作 |
第2章 粒子对材料的辐照损伤机制 |
2.1 粒子与物质的相互作用 |
2.2 能量损失理论计算模型 |
2.2.1 核阻止本领的计算 |
2.2.2 电子阻止本领的计算 |
2.3 布拉格相加法则 |
2.4 射程及射程歧离 |
2.5 本章小结 |
第3章 辐照损伤有效计算方法的研究 |
3.1 NRT位移模型计算 |
3.2 SRIM计算 |
3.3 单元素靶材 |
3.3.1 NRT位移模型计算结果 |
3.3.2 SRIM输出文件计算结果 |
3.4 化合物靶材 |
3.4.1 NRT位移模型计算结果 |
3.4.2 SRIM输出文件计算结果 |
3.5 本章小结 |
第4章 玻璃盖片系统辐照损伤的计算模拟与研究 |
4.1 硼硅酸盐玻璃盖片系统建模 |
4.1.1 阻止本领 |
4.1.2 质子沉积分布及射程歧离 |
4.1.3 电离能损分布 |
4.1.4 空位分布 |
4.1.5 声子分布 |
4.2 高能质子辐照玻璃盖片系统 |
4.2.1 阻止本领 |
4.2.2 质子沉积及射程分布 |
4.2.3 能量损失情况 |
4.3 辐照对硼硅酸盐玻璃盖片系统的损伤效应分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 太阳电池辐照损伤的模拟分析 |
5.1 PERL太阳电池结构 |
5.2 太阳电池辐照模拟 |
5.3 辐照对太阳电池的损伤分析 |
5.4 太阳电池电学性能退化 |
5.4.1 Ⅰ-Ⅴ特性曲线 |
5.4.2 开路电压与短路电流 |
5.4.3 光电转换效率 |
5.4.4 量子效率 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(2)铜基无机空穴传输材料和缺陷钝化添加剂在钙钛矿太阳能电池中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 太阳能电池概况 |
1.1.1 硅太阳能电池 |
1.1.2 薄膜太阳能电池 |
1.1.3 新兴光伏技术 |
1.2 钙钛矿太阳能电池 |
1.2.1 钙钛矿化合物 |
1.2.2 钙钛矿薄膜的制备方法 |
1.2.3 钙钛矿太阳能电池结构 |
1.2.4 钙钛矿太阳能电池的工作原理 |
1.2.5 钙钛矿太阳能电池的性能参数 |
1.3 钙钛矿太阳能电池中的无机空穴传输材料 |
1.3.1 氧化镍(NiO_x) |
1.3.2 硫氰酸亚铜(CuSCN) |
1.3.3 碘化亚铜(CuI) |
1.3.4 铜的氧化物和硫化物 |
1.3.5 钼、钨、钒的氧化物 |
1.3.6 铜铁矿化合物(Delafossite Oxides) |
1.4 钙钛矿薄膜的缺陷钝化 |
1.5 选题依据和意义 |
2 基于碘化亚铜气-固转换制备的空穴传输层的高效稳定倒置平面钙钛矿太阳能电池 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 材料试剂与仪器 |
2.2.2 碘化亚铜基底的制备、材料的合成与电池器件的组装 |
2.2.3 表征方法与测试手段 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 气-固转换制备的碘化亚铜薄膜的表征 |
2.3.2 不同厚度气-固反应制备的碘化亚铜对沉积钙钛矿薄膜的影响 |
2.3.3 基于制备的碘化亚铜的钙钛矿太阳能电池器件结构与工作原理 |
2.3.4 基于不同厚度碘化亚铜的钙钛矿太阳能电池性能的研究 |
2.3.5 气-固反应制备的碘化亚铜薄膜的空穴传输性能的研究 |
2.4 基于气-固反应制备的碘化亚铜的钙钛矿太阳能电池的稳定性研究 |
2.5 本章小结 |
3 基于碘化亚铜/硫氰酸亚铜复合空穴传输层的高性能倒置平面钙钛矿太阳能电池 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 材料试剂与仪器 |
3.2.2 材料的制备与电池器件的组装 |
3.2.3 材料与器件的表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 不同比例碘化亚铜/硫氰酸亚铜复合薄膜晶型、元素和透过率表征 |
3.3.2 不同比例碘化亚铜/硫氰酸亚铜复合薄膜的形貌及电导率的表征 |
3.3.3 不同比例碘化亚铜/硫氰酸亚铜复合薄膜的真空能级测定 |
3.3.4 基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池光伏性能研究 |
3.3.5 碘化亚铜、硫氰酸亚铜和复合空穴传输层的空穴传输性能研究 |
3.4 基于复合空穴传输层的倒置平面钙钛矿太阳能电池稳定性研究 |
3.5 本章小结 |
4 叶绿素铜钠盐在有机-无机杂化钙钛矿界面的缺陷钝化以及相关器件的性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 材料试剂与仪器 |
4.2.2 电池器件的组装 |
4.2.3 材料与器件的表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 叶绿素铜钠盐的吸收光谱与能带位置分析 |
4.3.2 叶绿素铜钠盐的使用对钙钛矿薄膜的影响 |
4.3.3 钙钛矿太阳能电池的结构及器件组成材料的能级 |
4.3.4 以叶绿素铜钠盐为钝化剂的钙钛矿太阳能电池的光电性能 |
4.3.5 经过叶绿素铜钠盐钝化的钙钛矿太阳能电池的电化学阻抗分析 |
4.3.6 以叶绿素铜钠盐为钝化剂的钙钛矿太阳能电池缺陷密度的计算 |
4.4 以叶绿素铜钠盐为钝化剂的钙钛矿太阳能电池稳定性研究 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点摘要 |
5.3 展望 |
参考文献 |
附录A名词及药品符号缩写 |
致谢 |
作者简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
(3)高效多结电池光电耦合效应与抗辐射优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 空间太阳电池发展现状 |
1.2.1 太阳电池整体发展趋势 |
1.2.2 多结太阳电池一般性设计准则 |
1.3 多结太阳电池子电池间的光电耦合效应 |
1.3.1 锗子电池的反常量子效率 |
1.3.2 EQE“伪信号”与荧光耦合作用 |
1.4 多结太阳电池光调制效应研究 |
1.4.1 EQE“伪信号”与光调制作用 |
1.4.2 太阳电池中的非线性现象 |
1.5 多结太阳电池辐射损伤行为与机制 |
1.5.1 多结太阳电池辐射退化的多尺度过程 |
1.5.2 多结电池低能质子损伤条件下的退化行为 |
1.5.3 多结电池各子电池辐射退化异步性 |
1.6 不同粒子辐射退化的等效性 |
1.7 空间抗辐射技术及太阳电池抗辐射优化 |
1.7.1 空间抗辐射技术 |
1.7.2 材料与电池结构因素对其辐射退化行为的影响 |
1.7.3 多结电池抗辐射优化 |
1.8 本文的主要研究内容 |
第2章 电池材料与测试分析方法 |
2.1 高效Ⅲ-Ⅴ多结电池结构与工艺 |
2.2 太阳电池电性能与量子效率测试系统 |
2.2.1 伏安特性曲线测试 |
2.2.2 量子效率测试 |
2.2.3 瞬态/稳态荧光光谱测试 |
2.3 辐照设备与辐照试验 |
2.4 多结电池电路仿真 |
2.4.1 Simulink仿真 |
2.4.2 电路计算MATLAB程序 |
2.5 多结电池载流子传输行为的有限差分分析方法 |
2.5.1 电流连续性方程的有限差分形式 |
2.5.2 偏微分方程组求解步骤 |
2.6 辐照环境分析和粒子输运计算程序 |
第3章 多结电池荧光耦合效应及带电粒子辐照影响 |
3.1 引言 |
3.2 三结电池荧光耦合过程的受控因子 |
3.2.1 受控因子的电池结构相关性 |
3.2.2 受控因子的离域属性 |
3.3 辐照损伤对多结电池荧光特性的影响及其载流子行为 |
3.3.1 1MeV电子辐照后多结电池的荧光耦合现象 |
3.3.2 辐照缺陷对电池内载流子复合过程的影响 |
3.3.3 辐照缺陷对电池载流子分布的影响 |
3.4 荧光耦合对多结电池电性能的影响 |
3.4.1 辐射复合过程与光子循环 |
3.4.2 荧光耦合效应对多结电池电性能的影响 |
3.4.3 荧光耦合效应在多结电池设计上的应用 |
3.5 本章小结 |
第4章 多结电池光调制效应与机理 |
4.1 引言 |
4.2 ALGAINP电池的光调制效应 |
4.2.1 AlGaInP电池的“非线性”试验现象 |
4.2.2 AlGaInP电池光调制效应机理 |
4.2.3 低能质子辐照对AlGaInP电池光调制效应的影响 |
4.3 光调制对多结电池性能的影响 |
4.3.1 暗态下电路耦合模型与关键参数 |
4.3.2 光谱谱形对多结电池性能的影响 |
4.3.3 光谱强度对多结电池性能的影响 |
4.4 多结电池光耦合和光调制的协同效应分析 |
4.4.1 光调制作用与EQE“伪信号” |
4.4.2 光调制和耦合作用对EQE“伪信号”的协同效应 |
4.5 光调制作用在多结电池设计和优化中的应用 |
4.5.1 在测试光谱校准中的应用 |
4.5.2 在辐照退化规律分析中的应用 |
4.5.3 在电池结构优化中的应用 |
4.6 本章小结 |
第5章 辐照非均匀损伤多结电池性能退化规律及机理 |
5.1 引言 |
5.2 非均匀损伤及其对多结电池性能的影响 |
5.2.1 辐照试验及其结果 |
5.2.2 短路电流退化规律与机理 |
5.2.3 开路电压退化规律与机理 |
5.2.4 填充因子和最大功率退化规律 |
5.2.5 等效位移损伤的局限性 |
5.3 辐照缺陷分布对电池电性能的影响 |
5.3.1 非均匀缺陷分布的数学模型构建 |
5.3.2 非均匀损伤模拟结果及分析 |
5.4 填充因子衰减机制分析 |
5.4.1 迁移率退化对多结电池电性能的影响 |
5.4.2 级联缺陷载流子复合对多结电池电性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 多结电池辐射退化模型与抗辐射设计 |
6.1 引言 |
6.2 均匀损伤下多结电池辐射退化模型 |
6.2.1 单结电池的退化规律推导 |
6.2.2 多结太阳电池辐射退化模型 |
6.3 多结电池非均匀损伤辐射退化模型 |
6.3.1 单结电池的非均匀损伤辐照退化模型 |
6.3.2 多结电池的非均匀损伤退化模型 |
6.4 仿真优化流程 |
6.4.1 优化原则 |
6.4.2 优化过程 |
6.5 中高度圆轨道环境分析及电池结构优化 |
6.5.1 中轨道环境分析 |
6.5.2 中轨道太阳电池损伤分析 |
6.5.3 针对10000 公里中地球圆轨道的多结电池结构优化 |
6.5.4 针对20000 公里中地球圆轨道的柔性电池结构优化 |
6.5.5 外延和器件工艺可行性分析 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)三结GaAs太阳能电池非均匀辐照损伤效应及电路仿真(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 太阳能电池工作原理 |
1.2.1 光生伏特效应 |
1.2.2 太阳能电池效率的影响因素 |
1.3 太阳能电池的发展和应用 |
1.4 空间环境对太阳能电池的影响 |
1.4.1 高能带电粒子辐照损伤 |
1.4.2 太阳电池的辐照损伤性能退化预测方法 |
1.5 太阳能电池非均匀辐照损伤 |
1.5.1 电池纵向非均匀损伤 |
1.5.2 电池横向非均匀损伤 |
1.6 太阳能电池电路模型 |
1.6.1 太阳能电池一维电路模型 |
1.6.2 太阳能电池二维电路模型 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 试验材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 辐照试验 |
2.2.1 高能电子辐照试验 |
2.2.2 低能质子辐照试验 |
2.3 太阳能电池的电池性能测试 |
2.3.1 电池的I-V特性测试 |
2.3.2 量子效率测试 |
2.3.3 暗特性测试 |
2.4 电路模拟仿真 |
第3章 太阳能电池横向非均匀辐照损伤 |
3.1 引言 |
3.2 横向非均匀辐照试验设计 |
3.3 高能电子横向非均匀辐照太阳电池性能退化规律 |
3.4 高能电子辐照电池损伤机理 |
3.5 横向非均匀辐照太阳能电池性能退化电路模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 太阳能电池纵向非均匀辐照损伤 |
4.1 引言 |
4.2 低能质子非均匀辐照太阳电池性能退化规律 |
4.3 低能质子辐照电池损伤机理 |
4.4 低能质子辐照电池的退化电路模型 |
4.5 边缘辐照损伤对电池在不同服役时期的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 太阳能电池非均匀损伤对荧光耦合的影响 |
5.1 引言 |
5.2 多结电池荧光耦合效应及其电路模型 |
5.3 完全辐照损伤后的荧光耦合模型 |
5.4 荧光耦合效应在非均匀损伤研究中的应用 |
5.4.1 荧光耦合现象的空间相关性 |
5.4.2 横向非均匀损伤后的荧光耦合 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(5)基于GaAs/Ge太阳电池辐照损伤模型的载流子输运机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 航天器空间飞行环境 |
1.2.1 太阳宇宙线和银河宇宙线 |
1.2.2 地球辐射带 |
1.3 太阳电池工作原理 |
1.3.1 光生伏特效应 |
1.3.2 载流子输运机制 |
1.4 空间太阳电池发展及应用 |
1.5 太阳电池辐照损伤研究现状 |
1.5.1 太阳电池在轨性能退化预测研究现状 |
1.5.2 带电粒子对Ga As电池电学性能的影响 |
1.5.3 太阳电池辐照损伤缺陷研究现状 |
1.5.4 太阳电池辐照损伤模型研究现状 |
1.6 本文研究目的和内容 |
第2章 实验材料、设备及研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 空间辐射环境模拟设备 |
2.2.2 电学性能测试设备 |
2.3 质子和电子辐照Ga As/Ge电池试验方案 |
第3章 Ga As/Ge太阳电池的载流子输运机制 |
3.1 程序模拟分析 |
3.1.1 Origin软件介绍及拟合过程 |
3.1.2 CASINO程序模拟结果 |
3.1.3 SRIM程序模拟结果 |
3.2 质子辐照下Ga As/Ge太阳电池电学参数退化规律 |
3.2.1 开路电压退化规律分析 |
3.2.2 短路电流退化规律分析 |
3.3 电子辐照下Ga As/Ge太阳电池电学参数退化规律 |
3.3.1 开路电压退化规律分析 |
3.3.2 短路电流退化规律分析 |
3.4 基于Ga As/Ge电池开路电压退化模型的多数载流子输运机制分析 |
3.4.1 质子辐照下太阳电池的多数载流子去除效应分析 |
3.4.2 电子辐照下太阳电池的多数载流子去除效应分析 |
3.5 基于Ga As/Ge电池短路电流退化模型的少数载流子输运机制分析 |
3.5.1 质子辐照下太阳电池的少数载流子输运机制分析 |
3.5.2 电子辐照下太阳电池的少数载流子输运机制分析 |
3.6 等效相对损伤系数分析 |
3.6.1 质子辐照下Ga As/Ge电池的等效相对损伤系数分析 |
3.6.2 电子辐照下Ga As/Ge电池的等效损相对伤系数分析 |
3.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(6)低轨道高压电源系统关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 概述 |
1.1 论文研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容 |
1.4 论文的主要组织结构 |
第二章 低轨环境对高压母线电源系统影响 |
2.1 航天器电源系统组成及功能 |
2.1.1 低轨高压电源系统功能 |
2.1.2 低轨道高压电源系统组成 |
2.2 低轨道空间环境 |
2.2.1 近地空间环境影响因素 |
2.2.2 低轨空间环境对高压电源系统的影响 |
2.3 小结 |
第三章 低轨高压电源系统方案设计 |
3.1 总体方案设计 |
3.1.1 空间实验室对电源系统需求 |
3.1.2 总体方案 |
3.2 发电功能设计 |
3.2.1 太阳电池电路设计 |
3.2.2 太阳电池翼结构设计 |
3.3 对日定向及传输功能 |
3.4 母线调节控制功能设计 |
3.4.1 分流调节设计 |
3.4.2 放电升压设计 |
3.4.3 母线控制信号设计 |
3.5 储能电池及充电控制设计 |
3.5.1 储能电池选型设计 |
3.5.2 充电控制设计 |
3.6 信息流设计 |
3.6.1 重要信息的选取 |
3.6.2 信息传输设计 |
3.7 本章小结 |
第四章 低轨高压电源系统关键技术 |
4.1 太阳电池翼等离子体防护技术 |
4.1.1 300km~500km 低轨等离子体环境分析 |
4.1.2 低轨等离子体对高压太阳电池翼的影响分析 |
4.1.3 空间实验室太阳电池翼高压防护实验 |
4.1.4 太阳电池翼低轨等离子体环境高压防护措施 |
4.2 系统高压安全性防护及隔离技术 |
4.2.1 低气压放电分析 |
4.2.2 低气压防护试验 |
4.3 高压母线控制调节技术 |
4.3.1 母线调节信号 MEA 的产生 |
4.3.2 母线电压升压调节功能设计 |
4.3.3 母线电压分流调节功能设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 系统仿真分析及验证 |
5.1 系统控制调节仿真 |
5.1.1 MEA 控制信号产生电路仿真 |
5.1.2 升压控制方案仿真 |
5.1.3 分流控制方案仿真 |
5.2 系统能量平衡分析 |
5.2.1 遮挡情况 |
5.2.2 羽流影响 |
5.2.3 太阳电池翼工作温度 |
5.2.4 系统能量平衡分析结果 |
5.3 地面试验情况 |
5.3.1 控制子系统与储能电池组测试 |
5.3.2 驱动子系统测试 |
5.3.3 太阳电池翼测试 |
5.3.4 测试结果总结 |
5.4 本章小结 |
结束语 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(7)单元光电探测器在连续激光辐照下的响应机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 研究的历史和现状 |
1.2.1 国外研究历史和现状 |
1.2.2 国内研究历史和现状 |
1.3 研究思路和论文结构 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 论文结构 |
第二章 红外光电探测器的工作原理与器件模拟的物理基础 |
2.1 单元红外光电探测器的工作原理 |
2.1.1 PC型探测器的工作原理 |
2.1.2 PV型探测器的工作原理 |
2.2 半导体器件模拟的物理基础 |
2.2.1 平衡载流子 |
2.2.2 非平衡载流子的产生与复合 |
2.2.3 漂移扩散模型的基本方程 |
第三章 PC型探测器在波段内连续激光辐照下的响应机理 |
3.1 波段内连续激光辐照PC型InSb探测器的实验研究 |
3.1.1 实验装置 |
3.1.2 实验结果 |
3.2 PC型探测器在波段内激光辐照下动态响应的数值模拟 |
3.2.1 数值计算的基本方程 |
3.2.2 PC型探测器在波段内激光辐照下的响应机理分析 |
3.2.3 PC型探测器的数值计算结果 |
3.3 本章总结 |
第四章 PV型探测器在波段内连续激光辐照下的非线性响应机理研究 |
4.1 波段内连续激光辐照PV型探测器的实验研究 |
4.1.1 实验装置 |
4.1.2 国产液氮制冷PV型HgCdTe探测器的实验结果 |
4.1.3 国产和国外Infrared制冷PV型InSb探测器的实验结果 |
4.1.4 Si太阳能电池的实验结果 |
4.2 PV型探测器在波段内激光辐照下的过饱和现象机理研究 |
4.2.1 两种过饱和过程的对比分析 |
4.2.2 PV型探测器在连续激光辐照下的等效物理模型 |
4.3 PV型探测器在波段内激光辐照下动态响应的数值模拟 |
4.3.1 国产探测器 1 在波段内激光辐照下的过饱和现象的数值模拟 |
4.3.2 国产探测器 2 在波段内激光辐照下的过饱和现象的数值模拟 |
4.3.3 PV型探测器的过饱和现象的机理分析 |
4.4 本章总结 |
第五章 PC型探测器在波段外连续激光辐照下的响应机理 |
5.1 波段外连续激光辐照PC型InSb探测器的实验研究 |
5.1.1 实验装置 |
5.1.2 实验结果 |
5.2 波段外连续激光辐照PC型HgCdTe探测器的实验研究 |
5.2.1 实验装置 |
5.2.2 实验结果 |
5.3 PC型探测器在波段外激光辐照下的响应机理分析 |
5.3.1 吸收机制分析 |
5.3.2 特征温度的产生机理 |
5.4 PC型探测器在波段外激光辐照下动态响应的数值模拟 |
5.4.1 PC型探测器的结构对探测器温度场的影响 |
5.4.2 PC型探测器数值计算的基本方程 |
5.4.3 PC型探测器的数值计算结果与讨论 |
5.5 本章总结 |
第六章 PV型探测器在波段外连续激光辐照下的响应机理研究 |
6.1 波段外连续激光辐照PV型探测器的实验研究 |
6.1.1 实验装置 |
6.1.2 波段外连续激光辐照短波PV型HgCdTe探测器的实验结果 |
6.1.3 实验现象的机理分析 |
6.2 PV型探测器在波段外激光辐照下的响应机理分析 |
6.2.1 Si太阳能电池的波段外激光辐照实验 |
6.2.2 热生电动势的实验验证 |
6.2.3 热生电动势与温差电动势的区别 |
6.3 本章总结 |
第七章 全文总结 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点说明 |
7.3 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的主要学术成果 |
(8)GaAs太阳电池空间粒子辐照效应及在轨性能退化预测方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 太阳电池的工作原理和物理模型 |
1.2.1 光生伏特效应 |
1.2.2 太阳电池的基本结构和电学参数 |
1.2.3 非平衡载流子的输运规律 |
1.2.4 太阳电池的等效电路和基本方程 |
1.2.5 空间GaInP/GaAs/Ge太阳电池工作原理 |
1.3 空间带电粒子辐射环境 |
1.3.1 地球辐射带 |
1.3.2 太阳宇宙线和银河宇宙线 |
1.3.3 航天器常用轨道的环境特点 |
1.4 空间太阳电池的发展及应用 |
1.5 太阳电池的辐照损伤效应研究现状 |
1.5.1 入射粒子的性质对GaAs太阳电池性能的影响 |
1.5.2 辐照损伤微观缺陷研究现状 |
1.5.3 太阳电池辐照损伤机理的表征 |
1.6 太阳电池的在轨性能退化预测研究现状 |
1.6.1 等效注量法 |
1.6.2 位移损伤剂量法 |
1.6.3 等效通量法 |
1.6.4 劳申巴赫方法 |
1.7 本文的研究目的和主要内容 |
第2章 试验材料、设备及研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 空间GaAs/Ge太阳电池的结构和电学参数 |
2.1.2 空间GaInP/GaAs/Ge太阳电池的结构和电学参数 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 空间辐射环境模拟设备 |
2.2.2 电学性能测试设备 |
2.3 辐照试验参数的选择 |
2.3.1 质子、电子能量和注量的选择 |
2.3.2 质子和电子通量的选择 |
2.4 电子和质子辐照试验方案 |
2.4.1 GaAs/Ge太阳电池辐照试验方案 |
2.4.2 GaInP/GaAs/Ge太阳电池辐照试验方案 |
2.5 太阳电池辐照损伤效应的微观分析方法 |
2.5.1 光谱响应测试 |
2.5.2 深能级瞬态谱测试 |
第3章 GaAs/Ge太阳电池的辐照损伤效应 |
3.1 Monte-Carlo程序模拟分析 |
3.1.1 SRIM程序模拟结果 |
3.1.2 CASINO程序模拟结果 |
3.2 GaAs/Ge太阳电池的质子辐照损伤效应 |
3.2.2 高能质子辐照损伤效应 |
3.3 GaAs/Ge太阳电池电子辐照损伤效应 |
3.3.1 光谱响应测试结果 |
3.3.2 电学参数测试结果 |
3.4 GaAs/Ge电池的质子电子综合辐照效应 |
3.5 辐照损伤微观缺陷分析 |
3.6 GaAs/Ge电池的辐照损伤模型和机理分析 |
3.6.1 短路电流退化模型和机理分析 |
3.6.2 开路电压的退化模型和机理分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 GaInP/GaAs/Ge太阳电池辐照损伤效应 |
4.1 Monte-Calo程序模拟分析 |
4.2 GaInP/GaAs/Ge太阳电池的质子辐照损伤效应 |
4.2.2 高能质子辐照损伤效应 |
4.3 GaInP/GaAs/Ge太阳电池电子辐照损伤效应 |
4.3.1 光谱响应测试结果分析 |
4.3.2 暗I-V特性分析 |
4.3.3 电学参数测试结果分析 |
4.4 GaInP/GaAs/Ge太阳电池辐照微观缺陷分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 空间GaAs太阳电池在轨性能退化预测 |
5.1 空间辐射环境参数的确定 |
5.1.1 地球辐射带 |
5.1.2 太阳宇宙线质子能谱 |
5.1.3 防护盖片后带电粒子能谱 |
5.2 地面等效模拟加速试验 |
5.2.1 等效模拟加速试验方法 |
5.2.2 质子通量对GaAs/Ge太阳电池辐照效应的影响 |
5.2.3 太阳电池加速试验理论分析 |
5.3 空间GaAs/Ge太阳电池在轨性能退化预测 |
5.3.1 等效注量法 |
5.3.2 位移损伤剂量法 |
5.4 空间GaInP/GaAs/Ge太阳电池在轨性能退化预测 |
5.4.1 等效注量法 |
5.4.2 位移损伤剂量法 |
5.5 在轨性能退化预测方法的改进 |
5.5.1 单结GaAs/Ge太阳电池 |
5.5.2 三结GaInP/GaAs/Ge太阳电池 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(9)电子辐照带盖片GaAs/Ge太阳电池性能演化及退火效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 GaAs 太阳电池概述 |
1.2.1 GaAs 太阳电池工作原理 |
1.2.2 GaAs 太阳电池能带图 |
1.2.3 GaAs 太阳电池特点 |
1.2.4 空间用GaAs 太阳电池的发展 |
1.3 空间环境 |
1.3.1 真空环境 |
1.3.2 冷黑环境 |
1.3.3 微陨石和空间碎片环境 |
1.3.4 空间带电粒子环境 |
1.3.4.1 等离子体环境 |
1.3.4.2 地球辐射带 |
1.3.5 太阳宇宙射线 |
1.4 GaAs 太阳电池研究现状 |
1.4.1 GaAs 太阳电池辐照损伤研究 |
1.4.2 GaAs 太阳电池辐照研究进展 |
1.4.3 GaAs 太阳电池退火效应研究进展 |
1.5 本课题研究内容 |
第2章 材料及试验方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 GaAs/Ge 太阳电池的制备及结构 |
2.2.1 GaAs/Ge 太阳电池的制备 |
2.2.2 GaAs/Ge 太阳电池结构 |
2.3 试验设备 |
2.3.1 辐照试验设备 |
2.3.2 退火试验设备 |
2.4 实验测量装置与设备 |
2.4.1 卡具的制作 |
2.4.2 原位测量装置 |
2.4.3 原位测试仪器 |
2.5 太阳电池微观结构及光学性能测试设备 |
2.5.1 光学反射谱测试 |
2.5.2 光谱响应测试分析(SR) |
2.5.3 光致发光光谱测试(PL) |
2.6 试验参数 |
2.6.1 辐照试验参数 |
2.6.2 退火试验参数 |
第3章 电子辐照GaAs/Ge 电池伏安特性演化规律 |
3.1 电子能量对GaAs/Ge 太阳电池光伏性能影响 |
3.1.1 60keV 电子辐照对电池光伏性能影响 |
3.1.2 80keV 电子辐照对光伏性能影响 |
3.1.3 100 keV 电子辐照对光伏性能影响 |
3.1.4 120keV 电子辐照对光伏性能影响 |
3.1.5 150keV 电子辐照对光伏性能影响 |
3.1.6 能量对光伏性能的影响比较 |
3.2 不同注量电子辐照对光伏性能的影响 |
3.3 本章小结 |
第4章 辐照后GaAs/Ge 太阳电池退火效应研究 |
4.1 GaAs/Ge 太阳电池暗特性 |
4.1.1 暗特性的来源 |
4.1.2 暗特性等效电路图 |
4.1.3 暗特性的拟合方法 |
4.2 退火对辐照GaAs/Ge 电池暗特性的影响 |
4.2.1 退火对GaAs/Ge 太阳电池暗特性的影响 |
4.2.2 室温回复对GaAs/Ge 太阳电池暗特性的影响 |
4.3 退火对辐照GaAs/Ge 电池光伏性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 GaAs/Ge 太阳电池电子辐照效应分析 |
5.1 CASINO 软件模拟 |
5.2 光谱响应测试分析 |
5.2.1 电子能量对GaAs/Ge 太阳电池光谱响应分析 |
5.2.2 电子注量对GaAs/Ge 太阳电池光谱响应分析 |
5.3 反射率测试分析 |
5.3.1 电子注量对GaAs/Ge 太阳电池反射率影响分析 |
5.3.2 电子注量GaAs/Ge 太阳电池反射率影响分析 |
5.4 光致发光光谱测试分析(PL) |
5.5 低能电子辐照损伤机理 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(10)低能质子和电子辐照GaAs/Ge太阳电池性能演化及损伤机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 太阳电池的物理模型及其载流子的运动规律 |
1.2.1 太阳电池的物理模型及其工作原理 |
1.2.2 太阳电池的直流模型 |
1.2.3 载流子的运动规律 |
1.2.4 内建电场的特性 |
1.3 空间太阳电池的带电粒子辐照环境 |
1.3.1 等离子体环境 |
1.3.2 电离辐射环境 |
1.4 空间用太阳电池的发展及应用 |
1.4.1 太阳电池的发展 |
1.4.2 GaAs 太阳电池的空间应用 |
1.5 空间GaAs 太阳电池的辐照损伤研究现状 |
1.5.1 高能粒子辐照对GaAs 太阳电池电性能的影响 |
1.5.2 GaAs 太阳电池辐照缺陷分析 |
1.5.3 GaAs 太阳电池空间带电粒子辐照损伤效应表征方法 |
1.6 本文研究目的和主要内容 |
第2章 试验材料、设备及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验装置 |
2.2.1 原位测量装置的设计 |
2.2.2 空间综合辐照模拟设备 |
2.3 试验参数的确定 |
2.3.1 质子和电子辐照能量的选择 |
2.3.2 质子和电子辐照通量的确定 |
2.3.3 质子和电子辐照注量的确定 |
2.3.4 质子和电子辐照试验方案 |
2.4 GaAs/Ge 太阳电池电性能测试 |
2.5 GaAs/Ge 太阳电池辐照效应微观分析方法 |
2.5.1 光谱响应测试(SR) |
2.5.2 深能级瞬态谱测试(DLTS) |
2.5.3 光致发光光谱测试(PL) |
2.5.4 光学反射谱测试 |
2.5.5 霍耳效应测试 |
第3章 质子辐照GaAs/Ge 太阳电池性能演化表征 |
3.1 质子辐照对I-V 特性曲线的影响 |
3.2 质子辐照对电性能参数的影响 |
3.2.1 短路电流Isc 的变化 |
3.2.2 开路电压Voc 的变化 |
3.2.3 最大输出功率Pm 的变化 |
3.2.4 填充因子FF 的变化 |
3.3 低能质子辐照GaAs/Ge 电池的临界注量与相对损伤系数 |
3.4 质子辐照GaAs/Ge 太阳电池电性能退化唯象学表达式 |
3.5 本章小结 |
第4章 质子辐照对GaAs/Ge 太阳电池电性能影响机理分析 |
4.1 SRIM 模拟分析 |
4.2 深能级瞬态谱分析 |
4.3 光谱响应分析 |
4.4 光致发光光谱分析 |
4.5 光学反射光谱分析 |
4.6 低能质子辐照GaAs/Ge 太阳电池损伤机制分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 电子辐照GaAs/Ge 太阳电池性能演化表征与机理 |
5.1 电子辐照对原位测试I-V 特性的影响 |
5.2 电子辐照对GaAs/Ge 太阳电池电性能参数的影响 |
5.2.1 短路电流的变化 |
5.2.2 开路电压的变化 |
5.2.3 最大输出功率的变化 |
5.2.4 填充因子的变化 |
5.3 电子辐照后GaAs/Ge 太阳电池性能室温退火效应 |
5.4 低能电子辐照对GaAs/Ge 太阳电池电性能影响机理分析 |
5.4.1 CASINO 程序模拟分析 |
5.4.2 光谱响应分析 |
5.4.3 光学反射光谱分析 |
5.4.4 光致发光光谱分析 |
5.4.5 深能级瞬态谱分析 |
5.4.6 低能电子辐照对GaAs/Ge 太阳电池的影响机制 |
5.5 本章小结 |
第6章 质子和电子综合辐照GaAs/Ge 太阳电池性能演化表征与机理 |
6.1 综合辐照对GaAs/Ge 太阳电池I-V 曲线的影响 |
6.1.1 先质子后电子辐照 |
6.1.2 先电子后质子辐照 |
6.1.3 质子和电子同时辐照 |
6.2 综合辐照对GaAs/Ge 太阳电池不同电性能参数的影响 |
6.3 综合辐照对GaAs/Ge 太阳电池电性能参数的影响对比 |
6.4 综合辐照GaAs/Ge 太阳电池电性能退化唯象学表达式 |
6.5 质子与电子综合辐照对GaAs/Ge 太阳电池损伤机理分析 |
6.5.1 光谱响应分析 |
6.5.2 光致发光光谱分析 |
6.5.3 低能质子和电子综合辐照GaAs/Ge 太阳电池损伤机制 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
四、0.5MeV质子对玻璃盖片未完全覆盖GaAs/Ge太阳电池的影响(论文参考文献)
- [1]质子辐照太阳电池系统的物理效应研究[D]. 李欣. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]铜基无机空穴传输材料和缺陷钝化添加剂在钙钛矿太阳能电池中的应用研究[D]. 王豪鑫. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]高效多结电池光电耦合效应与抗辐射优化设计[D]. 郭宏亮. 哈尔滨工业大学, 2019
- [4]三结GaAs太阳能电池非均匀辐照损伤效应及电路仿真[D]. 王杰. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [5]基于GaAs/Ge太阳电池辐照损伤模型的载流子输运机制研究[D]. 盛延辉. 哈尔滨师范大学, 2015(06)
- [6]低轨道高压电源系统关键技术研究[D]. 陈启忠. 国防科学技术大学, 2012(01)
- [7]单元光电探测器在连续激光辐照下的响应机理研究[D]. 江天. 国防科学技术大学, 2012(10)
- [8]GaAs太阳电池空间粒子辐照效应及在轨性能退化预测方法[D]. 胡建民. 哈尔滨工业大学, 2009(11)
- [9]电子辐照带盖片GaAs/Ge太阳电池性能演化及退火效应研究[D]. 张鑫赟. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)
- [10]低能质子和电子辐照GaAs/Ge太阳电池性能演化及损伤机理[D]. 赵慧杰. 哈尔滨工业大学, 2008(03)
标签:太阳能电池论文; 电池论文; 钙钛矿太阳能电池论文; 荧光材料论文; 辐射剂量论文;