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。