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光纤连续激光辐照对三结GaAs太阳电池性能参数的影响

发布时间:2018-08-12 13:42
【摘要】:三结GaAs太阳电池因其优良的性能—高的光电效率、抗辐射的能力强、耐高温等,使其成为卫星航天器的主电源,承担着为卫星航天器供能的重要职责,太阳电池性能的优劣直接影响着卫星航天器能否正常运行,处于太空中的电池极易成为激光武器打击的对象,因此研究激光辐照对电池性能参数的影响,具有重要的意义。本文研究了连续激光辐照对三结GaAs太阳电池性能参数的影响。先简要介绍了太阳电池主要的电性能参数,以及激光与半导体相互作用的理论基础,随后进行了连续激光辐照电池的实验,讨论了激光功率密度、激光作用时间和环境(真空/空气)的因素对电池温度、输出电压和主要电学参数的影响,并分析了激光辐照太阳电池致使其性能参数下降的原因。激光辐照实验测量了激光辐照过程中电池温度和输出电压的实时变化,以及激光辐照前后电池I-V曲线,从I-V曲线中得出了短路电流Isc、开路电压Voc、填充因子FF和电池效率η,对比了激光辐照后这些性能参数的变化。实验中采用控制变量法,研究激光参数(激光功率密度和激光作用时间)和环境(真空/空气)中的一个量改变时,对电池温度、输出电压和I-V曲线的影响。本文得出了连续激光辐照电池的性能参数下降,其中电池温度随着激光辐照而升高,而输出电压下降且恢复到初始值的能力减弱,电池主要电性能参数随之衰减;分析了连续激光辐照电池性能下降的原因,探讨了连续激光致使电池损伤的几种方式。本文研究连续激光辐照对三结砷化镓太阳电池性能参数的影响,可以为激光无线能量传输或激光损伤电池以及空间电池防护提供一定的参考依据。
[Abstract]:Due to its excellent performance, such as high photoelectric efficiency, strong radiation resistance and high temperature resistance, three-junction GaAs solar cells become the main power supply for satellite spacecraft, and assume the important responsibility of supplying energy for satellite spacecraft. The performance of solar cells has a direct impact on the normal operation of satellite spacecraft, and the batteries in space are easy to be attacked by laser weapons. Therefore, it is of great significance to study the effects of laser irradiation on the performance parameters of the cells. The effect of continuous laser irradiation on the performance parameters of three-junction GaAs solar cells has been studied in this paper. The main electrical performance parameters of solar cells and the theoretical basis of the interaction between laser and semiconductor are briefly introduced, then the experiments of continuous laser irradiation are carried out, and the laser power density is discussed. The effects of laser time and environment (vacuum / air) on the cell temperature, output voltage and main electrical parameters were analyzed. The real time variation of cell temperature and output voltage during laser irradiation and the I-V curve of the cell before and after laser irradiation were measured. The short circuit current, open circuit voltage, filling factor FF and cell efficiency 畏 were obtained from the I-V curve. The changes of these performance parameters after laser irradiation were compared. The effects of laser parameters (laser power density and laser action time) and environment (vacuum / air) on the cell temperature, output voltage and I-V curves were studied by using the control variable method. In this paper, it is concluded that the performance parameters of the continuous laser irradiation battery decrease, in which the cell temperature increases with the laser irradiation, while the output voltage decreases and the ability to recover to the initial value weakens, and the main electrical performance parameters of the battery attenuate. In this paper, the causes of the degradation of battery performance under continuous laser irradiation are analyzed, and several ways of cell damage caused by continuous laser irradiation are discussed. In this paper, the effect of continuous laser irradiation on the performance parameters of tri-junction GaAs solar cells is studied, which can provide a certain reference for laser wireless energy transmission, laser damage cells and space battery protection.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM914.4

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本文编号:2179228

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