带电粒子辐照c-Si电池的PTR响应与光热成像检测研究
本文选题:PTR响应 切入点:红外锁相光热成像 出处:《哈尔滨工业大学》2016年硕士论文
【摘要】:近年来,随着航空航天技术的发展,空间航天飞行器的发射任务急剧增加,空间太阳能电池作为其主要能源供给系统暴露在空间环境中,必然会受到带电粒子辐照使其性能衰退、效率降低,影响航天飞行器在轨运行与服务的稳定性、可靠性及服役寿命。因此,寻找准确、无损、高效的检测方法评价辐照电池的性能至关重要。光热辐射检测(Photothermal radiometry,PTR)技术作为一种新型无损检测技术,可用于太阳能电池光电性能的非接触检测与评价。本文主要研究了太阳能电池的少数载流子传输过程及调制激光激发的一维热波数学模型、带电粒子(电子和质子)辐照太阳能电池的运动轨迹及能量损失、带电粒子辐照单晶硅电池的PTR频域响应与扫描成像检测和电性能非均匀分布的非接触光热成像检测。将太阳能电池结构等效为pn突变结的两层一维结构,建立了调制激光激发太阳能电池的少数载流子密度波模型,并基于光激发太阳能电池的热损耗机制建立了耦合少数载流子密度波的一维热波数学模型;利用建立的一维热波数学模型仿真分析了少数载流子寿命、扩散系数及后表面复合速率对PTR幅频特性的影响。采用蒙特卡洛法仿真分析了带电粒子辐照太阳能电池的损伤原因,通过带电粒子辐照c-Si电池的PTR检测试验研究了带电粒子类型及注量对PTR幅频特性的影响及规律;通过PTR扫描成像试验研究了不同注量电子辐照c-Si电池的损伤非均匀特性。基于太阳能电池的能量热损耗机制,建立了太阳能电池的少数载流子非辐射复合热损耗数学模型;在此基础上,采用红外锁相光热成像实现了对带电粒子辐照c-Si电池的电性能参数的非接触检测,利用统计方法分析了辐照损伤c-Si电池电性能参数的分布不均匀性。
[Abstract]:In recent years, with the development of aeronautics and space technology, the launch missions of space vehicles have increased dramatically. Space solar cells as its main energy supply system are exposed to the space environment. It is necessary to be irradiated by charged particles to degrade its performance and reduce its efficiency, which will affect the stability, reliability and service life of spacecraft in orbit. It is very important to evaluate the performance of irradiated battery by high efficient testing method. Photothermal radiation measurement (PTRR) is a new nondestructive testing technique. It can be used for the non-contact detection and evaluation of photovoltaic performance of solar cells. This paper mainly studies the minority carrier transmission process of solar cells and the one-dimensional thermal wave mathematical model excited by modulated laser. Trajectory and energy loss of solar cells irradiated by charged particles (electrons and protons), The PTR frequency domain response and scanning imaging of charged particle irradiated monocrystalline silicon cells and the noncontact photothermal imaging detection of non-uniform distribution of electrical properties are measured. The solar cell structure is equivalent to a two-layer one-dimensional structure with a pn abrupt junction. The minority carrier density wave model of modulated laser induced solar cell is established, and the one-dimensional thermal wave mathematical model of coupling minority carrier density wave is established based on the thermal loss mechanism of photoexcited solar cell. The effects of minority carrier life, diffusion coefficient and recombination rate on PTR amplitude-frequency characteristics are simulated by using the established one-dimensional thermal wave mathematical model. The damage causes of solar cells irradiated by charged particles are simulated by Monte Carlo method. The influence of charged particle type and flux on the amplitude and frequency characteristics of PTR was studied by PTR test of charged particle irradiated c-Si battery. The damage nonuniformity of c-Si cells irradiated by different flux electrons was studied by PTR scanning imaging test. Based on the mechanism of energy and heat loss of solar cells, a mathematical model of minority carrier non-radiation composite heat loss of solar cells was established. On this basis, infrared phase-locked photothermal imaging is used to realize the non-contact detection of the electrical performance parameters of c-Si cells irradiated by charged particles, and the non-uniformity of the electrical performance parameters of irradiated c-Si cells is analyzed by statistical method.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V442
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李义宝,刘果红;带电粒子在恒定电磁场中运行问题的讨论[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年03期
2 丁俊英;带电粒子在复合场中的动力学问题[J];晋中师范高等专科学校学报;2001年01期
3 刘益民;带电粒子在磁场中的运动和能量[J];青海师专学报;2001年06期
4 张益群;作圆周运动的带电粒子在电场中的运动[J];广西物理;2005年01期
5 杨严;;带电粒子在复合场中运动的应用模型分析[J];科技资讯;2009年06期
6 王德华;徐志燕;冯攸永;;带电粒子在成任意夹角的电场和磁场中的闭合轨道及其分叉现象研究[J];鲁东大学学报(自然科学版);2009年04期
7 张立祥;张自玉;;带电粒子在电场中运动的分析方法[J];南阳师范学院学报;2010年09期
8 牛永江;;磁力电解复合抛光中带电粒子运动的分析[J];天水师范学院学报;2010年02期
9 强玉俊;用于带电粒子鉴别系统中的可变跨导模拟乘法器[J];核技术;1983年01期
10 岳胜文;带电粒子在均匀电磁场中的运动[J];长沙水电师院学报(自然科学版);1987年02期
相关会议论文 前10条
1 惠文;;数据图表法研究分析带电粒子的运动规律[A];中国职协2013年度优秀科研成果获奖论文集(上册)[C];2013年
2 赵文荣;卢涵林;于伟翔;;带电粒子激发曲线测量[A];第九届全国核物理大会论文摘要汇编[C];1994年
3 姚淑德;吴名枋;周生强;孙长春;孙昌;张亚伟;;带电粒子的沟道效应研究[A];Hyperfine Interaction and Nuclear Solid State Physics--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
4 陈宏斌;郑志刚;;带电粒子在二维势场中的合作定向输运[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
5 韩洪银;王屹华;;核三分裂变轻带电粒子发射机制探讨[A];第十一届全国核物理大会论文集[C];2000年
6 陈龙溪;马志为;钟方川;;带电粒子径向运动对旋转磁场电流驱动的影响[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
7 仲维英;霍宏暹;;地球同步轨道卫星星内带电粒子测量系统[A];空间探测的今天和未来——中国空间科学学会空间探测专业委员会第七次学术会议论文集(上册)[C];1994年
8 刘健;肖建元;秦宏;于治;;带电粒子在外电磁场中运动的离散描述[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年
9 吴中华;古士芬;师立勤;;航天器的内部充电/放电[A];第九届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2000年
10 王雨雷;刘健;秦宏;;空间不均匀稳恒磁场中带电粒子相位与其导心Banos漂移联系的物理分析[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年
相关重要报纸文章 前5条
1 记者 秦德岐;带电粒子流干扰地球?[N];新华每日电讯;2000年
2 记者 李斌;“太阳风暴”直奔地球[N];人民日报;2000年
3 何雅菲;避免卫星遭受“核灾难”[N];中国国防报;2004年
4 记者 任海军 王大军;太阳打“喷嚏” 地球就“感冒”[N];新华每日电讯;2003年
5 ;考前物理复习要点[N];深圳特区报;2005年
相关博士学位论文 前4条
1 张玲玉;带电粒子在等离子体中传输特性的模拟研究[D];中国科学院研究生院(近代物理研究所);2015年
2 陈丽娟;空间等离子体运动模型的定性分析[D];南京信息工程大学;2015年
3 王伟;实际高强度激光束的描述和激光加速带电粒子特性的研究[D];复旦大学;2006年
4 李春芝;带电粒子与表面/界面电子气相互作用的量子流体动力学研究[D];大连理工大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 储贻道;高变化率脉冲磁场的产生及其对肿瘤细胞带电粒子的影响[D];重庆大学;2015年
2 危达;地球磁场中任意投掷角的带电粒子运动轨迹研究[D];长沙理工大学;2014年
3 陈颖;两囚禁离子的量子运动[D];湖南师范大学;2016年
4 袁会敏;带电粒子辐照c-Si电池的PTR响应与光热成像检测研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 廖海峰;带电粒子在电场和磁场中的运动及电磁力的求解[D];重庆师范大学;2009年
6 安盛柏;带电粒子与微纳材料相互作用机理的研究[D];大连理工大学;2012年
7 冯驹先;带电粒子环境下低真空度测试技术研究[D];合肥工业大学;2015年
8 张伟军;基于CT技术的带电粒子治疗计划的初探[D];兰州大学;2011年
9 王琼;带电粒子与磁化二份量等离子体相互作用的线性介电响应理论研究[D];大连理工大学;2011年
10 顾彦s,
本文编号:1656752
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/1656752.html