三結(jié)GaAs太陽電池連續(xù)激光輻照累積效應(yīng)

李云鵬，竇鵬程，張檢民，吳麗雄，劉衛(wèi)平，徐作冬，師宇斌

(激光與物質(zhì)相互作用國家重點實驗室；西北核技術(shù)研究所： 西安 710024)

當(dāng)前，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，太陽電池已在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為提高光電轉(zhuǎn)換效率和降低成本，聚光電池成為光伏領(lǐng)域的研究熱點之一，聚光比為302的三結(jié)GaAs太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到44.4%[1]，但高聚光比對太陽電池強(qiáng)光承受能力提出了挑戰(zhàn)。開展太陽電池激光輻照效應(yīng)與機(jī)理研究，可為改進(jìn)太陽電池設(shè)計、擴(kuò)展應(yīng)用和提高損傷閾值提供依據(jù)。

近年來，對太陽電池激光輻照效應(yīng)與機(jī)理的研究，國內(nèi)外已開展了大量工作[2-4]。西北核技術(shù)研究所、國防科技大學(xué)及南京理工大學(xué)均已開展了大量實驗，獲取了伏安特性曲線退化規(guī)律。2015年，國防科技大學(xué)Zhu等[5]發(fā)現(xiàn)了電池材料氧化/分解的實驗現(xiàn)象，2017年，西北核技術(shù)研究所李云鵬等[6-7]建立了受損太陽電池的5參數(shù)等效電路模型，闡明了受損電池的影響因素；2018年，Dou等[8]進(jìn)一步完善了等效電路模型，解釋了短路電流異常變化的損傷機(jī)理；2018年，南京理工大學(xué)孫浩等[9]建立了連續(xù)激光輻照三結(jié)GaAs太陽電池溫度場模型；2020年，譚宇等[10]在此基礎(chǔ)上建立了熱力模型；2021年，捷克布爾諾科技大學(xué)的Nikola等[11]用超連續(xù)譜光源輻照太陽電池2個月，獲得了與激光輻照相似的太陽電池退化規(guī)律。

2015年以來，南開大學(xué)吳強(qiáng)課題組[12-13]一直致力于黑硅紅外探測器的研究，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)硅材料表面累積了足夠多次數(shù)的激光輻照后，才會出現(xiàn)森林狀尖錐結(jié)構(gòu)。……