GaInP2外延薄膜的成份调制与超结构间的关联

用自制的具有极高分辨率的微机控制的三晶体x-射线衍射仪测量了用MOCVD方法生长的Ga_(0.52)In(0.48)P外延薄膜的超结构。我们发现,在Ga_(0.52)In(0.48)P外延薄膜内由In平面和Ga平面交替组成的(?)平面中,存在着交替的In丰与Ga丰平面。对此,我们定义了有序因子,并首先精确地测定了有序因子值。由此导出了成份调制的表达式。这样,我们就可用成份调制表示式来表达GaInP_2外延薄膜中存在的部分有序相的超结构特征。

n-GaInP_2/p-Ge异质结热光伏电池特性分析

热光伏电池是当前研究的热点,目前同质结Ge电池的研究较为常见,而GaInP2/Ge异质结电池还未见相关报道。本文首先对比GaInP2/Ge异质结与GaInP2/Ge/Ge同质结的能带图,发现异质结界面处的阶跃势垒位于内建电场内部,以至于阶跃势垒不影响载流子输运,能提高器件的性能。然后通过MOCVD在P型Ge衬底上外延高质量、宽带隙的单晶GaInP2层,并进行TEM-EDX线性扫描、I-V测试,研究结果表明,利用MOCVD技术制备的GaInP2/Ge异质结界面陡峭且GaInP2并未向Ge内扩散;通过优化器件工艺4cm2全面积电池效率最终达到5.18%(AM1.5,25℃)。根据J-V曲线方程推算出串并联电阻(Rs、Rsh)、反向饱和电流密度(J0)和二极管品质因子(A)等参数,为电池性能的进一步提高获得主要的突破路径。

晨昏轨道卫星三结砷化镓太阳电池阵功率衰减估计

文章针对空间环境对于GaInP2/InGaAs/Ge太阳电池输出功率衰减影响,以运行轨道高度接近1000km的某晨昏轨道卫星为对象,在分析轨道半长轴与倾角摄动、光照角变化、降交点地方时漂移、日地距离波动等因素的基础上,首先讨论了电池工作温度和输出电流变化,建立太阳电池输出电流拟合模型;提出了发展拟合电流的归一化处理新方法,进行光照角、温度、地球反照归一化,重点减小太阳光源功率波动的影响;最后,利用实际在轨数据进行检验。结果表明,利用新方法得到的电流数据衰减特征明显,一致性较好;太阳电池功率衰减因子约为-1.02×10^(-5)/d,年衰减率约为0.372%;在轨15.5年后,输出功率衰减预测约为6.6%;GaInP2/InGaAs/Ge太阳电池抗辐照性较好,适宜于近地空间长寿命应用场合。该方法可应用于在轨卫星长期测控与管理中的遥测诊断、能源估计与预测、器件健康状态评估等方面。

GaInP_2/GaAs/Ge叠层太阳电池材料的低压MOCVD外延生长

本文采用自制的 L P-MOCVD设备 ,外延生长出 Ga In P2 / Ga As/ Ge叠层太阳电池结构片 ,对电池材料进行了 X射线衍射测试分析 .另外 ,采用二次离子质谱仪测试了电池结构的剖面曲线 .用此材料做出的叠层太阳电池 ,AMO条件下光电转换效率 η=1 3 .6% ,开路电压 Voc=2 2 3 0 m V,短路电流密度 Jsc=1 2 .6m A/ cm2 .

GaInP_2外延膜中施主──受主对复合发光带的能量关量

通过变温与变激发强度的近红外光致发光研究了用ＭＯＣＶＤ方法、生长在ＧａＡｓ衬底上的Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ＧａＩｎＰ２）外延薄膜的１．１７ｅＶ发射带的发光特性。１．１７ｅＶ发光带性质与０．９９ｅＶ及０．８５ｅＶ发光带的性质有着明显的差别。１．１７ｅＶ发光带的机理可用施主－受主对的复合发光来解释，其中施主－受主对系白处在Ｇａ格位上的Ｓｉ（ＳｉＧａ）及其最邻近的Ｇａ空位（ＶＧａ）所组成，记作ＳｉＧａ－ＶＧａ。考虑到ＧａＩｎＰ２中存在着很强的电子－格子耦合作用及其Ⅲ族子格子为部分有序，所以在施主－受主对复合发光中应计及Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移△ＦＣ及该对在等效的部分有序势场中的相互作用能Ｅｓ（ＤＡＰ）。Ｘ—射线衍射实验表明，部分有序结构相当于成分调制，因而可用Ｋｒｏｎｉｇ－Ｐｅｎｎｅｙ模型来计算Ｅｓ（ＤＡＰ）值。这样，我们就导出了施主－受主对复合发光的新的能量表示式。

三结砷化镓太阳电池-锂离子蓄电池的小卫星电源分系统仿真模型研究

目前,小卫星电源分系统大多采用太阳电池阵-蓄电池组的联合供电模式。三结砷化镓太阳电池凭借高转换率、高可靠性的优势,已广泛用作小卫星在光照区运行的唯一供电单元;锂离子蓄电池的长寿命、高能量密度特性,也使其逐步替代镉镍、氢镍电池作为小卫星的储能单元。文章通过分析某小卫星的三结砷化镓太阳电池、锂离子蓄电池组的数学模型和电源控制器的逻辑模型,结合在轨运行的温度、光照及衰减情况,建立电源分系统的SIMULINK仿真模型,得到仿真曲线,并将仿真数据与星上遥测数据对比。研究结果表明,在忽略入影、出影时太阳反照使得温度骤变的情况下,该小卫星的遥测值与模型的仿真结果相符,表明该仿真模型真实有效。

GaInP_2/Ge异质结外延材料特性分析

研制了一种基于Ge衬底的异质结热光伏(TPV)电池,并且在Ge衬底上用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法外延单晶材料GaInP2和GaAs,对GaInP2/Ge异质结界面进行了断面扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学电容电压(ECV)和光致荧光(PL)谱的测试分析,研究了基于Ge衬底的异质结n-GaInP2/p-Ge界面的结构、光学和电学特性,得到了高质量、宽禁带的单晶外延层,与Ge衬底晶格匹配良好,利于更多光子进入到吸收层,为制备高效率TPV电池打下良好基础。