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Robust terrestrial photovoltaics in space: High-efficiency radiation-resistant CIGS sol ar cells

太空中强大的地面光伏发电：高效抗辐射 CIGS 太阳能电池

基本信息

批准号：
18F18358
负责人：
杉山睦
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-11-09 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの知見を用いながら、電子線および陽子照射を照射したCs添加CIGS太陽電池の耐久特性・劣化メカニズムを明らかにした。電子線照射試験より、1E15 cm-2程度のフルエンス(加速電圧2MeV）照射したのCIGS太陽電池は、Csありなしに関係なく電子線照射によって特性が向上する「自己修復特性」を有することを明らかにした。また、電子線照射によって誘発される欠陥の形成は、CIGS薄膜へのCsなど重いアルカリ金属の添加とは無関係に生じることを示唆することができた。一方、陽子線照射試験では、1E12 cm-2程度のフルエンス(加速電圧380keV）照射したCIGS太陽電池特性への大きな影響が観察された。起電流の低下が主な劣化要因であり、はじめは長波長（900－1200nm）領域での減衰が顕著であった。照射フルエンスの増加に伴い、影響を受けた領域は他の短波長領域に拡張され、顕著なVocおよびFF損失も誘発された。これは、陽子線照射がCIGSバルク、その後太陽電池構成層の各界面を徐々に劣化させたことを反映していることを明らかにした。更に、太陽電池の陽子線照射による劣化メカニズムを明らかにするため、DC重畳電気化学インピーダンス分光法を用い、陽子線照射後に新しい複素数型の欠陥を誘発することを明らかにした。陽子線照射シミュレーション（SRIM）とインピーダンスモデル解析を併用することで、CIGS太陽電池の損傷した領域は、n-CdS / p-CIGS pn接合、n-ZnO / n-CdS、およびp-CIGS / Moであることを明確にした。

In the past year, the use of solar cells, electron radiation and positron irradiation has increased the durability characteristics of CIGS solar cells. The electron irradiation test results show that the CIGS solar cell has a self-healing characteristic of 1E15 cm-2 (acceleration voltage of 2MeV). In addition, the formation of CIGS thin films due to electron beam irradiation is not related to the addition of heavy metals. The influence of radiation on the characteristics of CIGS solar cells at the level of 1E12 cm-2 (accelerated voltage 380keV) was observed. The main reason for the decrease of the starting current is the attenuation in the field of long wavelength (900-1200nm). Irradiation increases the frequency of radiation, affects the frequency of radiation, and increases the frequency of radiation in other short wavelength regions. The interface between the solar cell and the solar cell is gradually deteriorated due to the irradiation of the anode and the cathode. In addition, the solar cell anode irradiation degradation, such as light, DC heavy electrochemical spectroscopy, after the anode irradiation, the new complex prime type of induction, such as light. The damage area of CIGS solar cells is defined by the combination of solar radiation and solar radiation, n-CdS / p-CIGS pn junction, n-ZnO / n-CdS, and p-CIGS / Mo junction.