mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2014-3-217-223mateltech-146Research ArticleФизические свойства и методы исследованияPHYSICAL CHARACTERISTICS AND THEIR STUDYИЗУЧЕНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР АIIIВV В УСЛОВИЯХ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯStudy of Degradation of Photovoltaic Cells Based on A3B5 Nanoheterostructures Under Ionizing RadiationОрловаМ. Н.OrlovaM. N.

кандидат техн. наук, доцент 

Cand. Sci. (Eng), Assistant Professor 

xomnx@mail.ruЮрчукС. Ю.YurchukS. Yu.

кандидат физ.−мат. наук, доцент 

Cand. Sci. (Phys.− Math.), Assistant Professor  

yurchuk60@mail.ruДиденкоС. И.DidenkoS. I.

кандидат физ.−мат. наук, доцент

Cand. Sci. (Phys.−Math.), Assistant Professor 

sdi13@mail.ruТапероК. И.TaperoK. I.

кандидат физ.−мат. наук, советник по научным вопросам

Cand. Sci. (Phys.−Math.), Science Advisor  

tapero@bk.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049, РоссияРоссияNational University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, RussiaRussian FederationФедеральное государственное унитарное предприятие «Научно−исследовательский институт приборов» (ФГУП «НИИП»), промзона Тураево, стр. 8, Лыткарино, Московская обл., 140080, РоссияРоссияResearch Institute of Scientific Instruments (RISI), 8 Turaevo Industrial Zone, Lytkarino, Moscow region 140080, RussiaRussian Federation20142606201503217223Copyright © Орлова М.Н., Юрчук С.Ю., Диденко С.И., Таперо К.И., 20152015Орлова М.Н., Юрчук С.Ю., Диденко С.И., Таперо К.И.Orlova M.N., Yurchuk S.Y., Didenko S.I., Tapero K.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/146

Солнечное излучение, является практически неисчерпаемым и экологически чистым источником энергии. Солнечные батареи относятся к категории приборов, чувствительных к облучению. Поэтому проблема создания радиационно−устойчивых солнечных батарей стоит достаточно остро. При эксплуатации солнечные батареи (СБ) подвергаются воздействию жесткого корпускулярного излучения (радиационные пояса Земли, солнечное и космическое излучение), в результате чего в структуре накапливаются нарушения приводящие к постепенному ухудшению их электрических характеристик. 

Проведены экспериментальные исследования деградации характеристик однокаскадных солнечных элементов на основе GaAs с Ge−подложкой вследствие структурных повреждений, образующихся при пошаговом облучении быстрыми нейтронами и электронами с различным флюенсом. До и после набора каждого флюенса нейтронов и электронов проведены измерения световых вольт−амперных характеристик (ВАХ) и спектров фоточувствительности солнечных элементов. По измеренным ВАХ определены следующие параметры: ток короткого замыкания, напряжение холостого хода, максимальный коэффициент полезного действия (отношение максимальной мощности к произведению плотности потока солнечной энергии и площади элемента), фактор заполнения (отношение максимальной мощности к произведению тока короткого замыкания и напряжения холостого хода). 

Solar radiation is practically inexhaustible and environmentally friendly source of energy. Solar panels are classified as devices very sensitive to radiation. Therefore, the problem of creating radiation− resistant solar panels is quite acute. In operation, solar batteries (SB) are exposed to hard corpuscular radiation (radiation belts, solar and cosmic radiation), resulting in the structure of accumulated violations leading to a gradual deterioration of their electrical characteristics. Conducted experimental studies of single−degradation characteristics of solar cells (SE) based on GaAs with Ge substrate due to the structural damage produced by irradiation with fast neutrons and electrons, step by irradiation with fast neutrons and electrons with different fluence. Before and after each set of neutron fluence and electrons were measured light current−voltage characteristics (CVC) and photosensitivity spectra of the AOC. Determined from the measured CVC following parameters: fault current circuit voltage with a maximum coefficient of performance (COP) (ratio of maximum power to the product of the flux density of solar energy and the cell area), fill factor (the ratio of maximum power to the product of the short−circuit current and voltage idling). 

солнечные элементыGaAsдеградациянейтронное излучениеэлектронное излучениеsolar cellsGaAsdegradationneutron radiationelectron radiation.ReferencesТаперо, К. И. Радиационные эффекты в изделиях электронной техники / К. И. Таперо, С. И. Диденко − М. : МИСиС, 2013. − 350 с.Таперо, К. И. Радиационные эффекты в изделиях электронной техники / К. И. Таперо, С. И. Диденко − М. : МИСиС, 2013. − 350 с.Davis, A. J. Solar minimum spectra of galactic cosmic rays and their implications for models of the near−earth radiation environment / A. J. Davis, R. A. Mewaldt, C. M. S. Cohen, A. C. Cummings, J. S. George, R. A. Leske, E. C. Stone, M. E. Wiedenbeck, N. E. Yanasak, E. R. Christian, T. T. Von Rosenvinge, W. R. Binns, P. L. Hink // J. Geophysical Res. − 2001. − V. 106, N A12. − P. 29979—29987.Davis, A. J. Solar minimum spectra of galactic cosmic rays and their implications for models of the near−earth radiation environment / A. J. Davis, R. A. Mewaldt, C. M. S. Cohen, A. C. Cummings, J. S. George, R. A. Leske, E. C. Stone, M. E. Wiedenbeck, N. E. Yanasak, E. R. Christian, T. T. Von Rosenvinge, W. R. Binns, P. L. Hink // J. Geophysical Res. − 2001. − V. 106, N A12. − P. 29979—29987.InternationalStandardISO15390:2004.Spaceenvironment (natural and artificial) — Galactic cosmic ray model, [Электронный ресурс] // ISO 2004. Режим доступа: http://www.iso.org/iso/home/ store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=37095InternationalStandardISO15390:2004.Spaceenvironment (natural and artificial) — Galactic cosmic ray model, [Электронный ресурс] // ISO 2004. Режим доступа: http://www.iso.org/iso/home/ store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=37095Nymmik, R. A. Some problems with developing a standard for determining solar energetic particle fluxes / R. A. Nymmik // Adv. in Space Res. − 2011. − V. 47, N. 4. − P.622—626.Nymmik, R. A. Some problems with developing a standard for determining solar energetic particle fluxes / R. A. Nymmik // Adv. in Space Res. − 2011. − V. 47, N. 4. − P.622—626.Sexton, F. W. Destructive single−event effects in semiconductor devices and ICs / F. W. Sexton // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 2003. − V. 50, N 3. − P. 603—621.Sexton, F. W. Destructive single−event effects in semiconductor devices and ICs / F. W. Sexton // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 2003. − V. 50, N 3. − P. 603—621.Xapsos, M. A. Probability model for worst−case solar proton event fluences, / M. A. Xapsos, G. P. Summers, J. L. Barth, E. G. Stassinopoulos, E. A. Burke // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 1999. − V. 46, N 6. − P. 1481—1485.Xapsos, M. A. Probability model for worst−case solar proton event fluences, / M. A. Xapsos, G. P. Summers, J. L. Barth, E. G. Stassinopoulos, E. A. Burke // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 1999. − V. 46, N 6. − P. 1481—1485.Johnston,A.H.Optoelectronicdeviceswithcomplexfailure modes // IEEE NSREC Short Course. − 2000. − P. III−1—III−73.Johnston,A.H.Optoelectronicdeviceswithcomplexfailure modes // IEEE NSREC Short Course. − 2000. − P. III−1—III−73.Вологдин,Э.Н.Интегральныерадиационныеизменения параметров полупроводниковых материалов / Э. Н. Вологдин, А. П. Лысенко − М. : МГИЭМ, 1999. − 98 c.Вологдин,Э.Н.Интегральныерадиационныеизменения параметров полупроводниковых материалов / Э. Н. Вологдин, А. П. Лысенко − М. : МГИЭМ, 1999. − 98 c.Кольцов, Г. И. Изучение дефектных центров в полупроводниковых соединениях AIIIBV, образованных при радиационном воздействии и формировании ионно−легированных p+—n−структур / Г. И. Кольцов, С. И. Диденко, С. Ю. Юрчук, Н. А. Мусалитин// Изв. вузов. Материалы электрон. техники. −2005.−No 3.−С.71—77.Кольцов, Г. И. Изучение дефектных центров в полупроводниковых соединениях AIIIBV, образованных при радиационном воздействии и формировании ионно−легированных p+—n−структур / Г. И. Кольцов, С. И. Диденко, С. Ю. Юрчук, Н. А. Мусалитин// Изв. вузов. Материалы электрон. техники. −2005.−No 3.−С.71—77.Корольченко, А. С. Исследование спектральных и фотоэлектрических параметров высоковольтных многопереходных солнечных батарей / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, С. И. Диденко, С. П. Кобелева, М. Н. Орлова, В. Н. Мурашев // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2010. − No 2. − С. 50—54.Корольченко, А. С. Исследование спектральных и фотоэлектрических параметров высоковольтных многопереходных солнечных батарей / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, С. И. Диденко, С. П. Кобелева, М. Н. Орлова, В. Н. Мурашев // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2010. − No 2. − С. 50—54.Ладыгин,Е.А.Основныетипырадиационныхцентрови их влияние на электрофизические параметры кремниевых диодных структур при обработке быстрыми электронами / Е. А. Ладыгин, М. Н. Орлова, Д. Л. Волков // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2007. − No 2. − С. 22—26.Ладыгин,Е.А.Основныетипырадиационныхцентрови их влияние на электрофизические параметры кремниевых диодных структур при обработке быстрыми электронами / Е. А. Ладыгин, М. Н. Орлова, Д. Л. Волков // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2007. − No 2. − С. 22—26.Корольченко,А.С.Новоепоколениесолнечныхбатарей − гибридные солнечные батареи с нанокластерами / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, В. Н. Мурашев, М. Н. Орлова // Металлург. − 2010. − No 5. − С. 75—77.Корольченко,А.С.Новоепоколениесолнечныхбатарей − гибридные солнечные батареи с нанокластерами / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, В. Н. Мурашев, М. Н. Орлова // Металлург. − 2010. − No 5. − С. 75—77.Таперо,К.И.ИсследованиедеградацииGaAs/Geсолнечных элементов вследствие радиационно−индуцированных эффектов структурных повреждений / К. И. Таперо, Г. В. Демидась, И. В. Щемеров // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. − 2011. − Вып. 3. − С. 46—51.Таперо,К.И.ИсследованиедеградацииGaAs/Geсолнечных элементов вследствие радиационно−индуцированных эффектов структурных повреждений / К. И. Таперо, Г. В. Демидась, И. В. Щемеров // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. − 2011. − Вып. 3. − С. 46—51.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.