Study of Degradation of Photovoltaic Cells Based on A3B5 Nanoheterostructures Under Ionizing Radiation
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-3-217-223
Abstract
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).
About the Authors
M. N. Orlova
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng), Assistant Professor
S. Yu. Yurchuk
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Phys.− Math.), Assistant Professor
S. I. Didenko
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Phys.−Math.), Assistant Professor
K. I. Tapero
Research Institute of Scientific Instruments (RISI), 8 Turaevo Industrial Zone, Lytkarino, Moscow region 140080, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Phys.−Math.), Science Advisor
References
1. Таперо, К. И. Радиационные эффекты в изделиях электронной техники / К. И. Таперо, С. И. Диденко − М. : МИСиС, 2013. − 350 с.
2. 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.
3. 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=37095
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Johnston,A.H.Optoelectronicdeviceswithcomplexfailure modes // IEEE NSREC Short Course. − 2000. − P. III−1—III−73.
8. Вологдин,Э.Н.Интегральныерадиационныеизменения параметров полупроводниковых материалов / Э. Н. Вологдин, А. П. Лысенко − М. : МГИЭМ, 1999. − 98 c.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
Review
For citations:
Orlova M.N., Yurchuk S.Yu., Didenko S.I., Tapero K.I. Study of Degradation of Photovoltaic Cells Based on A3B5 Nanoheterostructures Under Ionizing Radiation. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(3):217-223. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-3-217-223
Views:
1003
Email this article 