Ultra-thin III-V photovoltaics for space power applications

用于空间电力应用的超薄 III-V 光伏电池

基本信息

  • 批准号:
    2104603
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2018 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The space industry has expanded rapidly in recent years, driven by increasing demand for communications, navigation, precision timing and satellite imagery. Most satellites are powered by III-V photovoltaics which have high solar energy conversion efficiency and are better able to survive the harsh radiation environments in space than their silicon counterparts.Ultra-thin (<200 nm) III-V photovoltaics are an emerging device concept, to increase W/kg while also enabling new fully flexible satellite form factors. This technology offers intrinsic radiation tolerance, to enable extended missions in challenging space environments such as polar earth orbits and Jovian exploration. In order to fully absorb incident solar illumination in an ultra-thin semiconductor film, advanced light management approaches are required such as the use of sub-wavelength nanophotonic scattering structures to couple light into laterally propagating modes. In this way, a device which is optically thick but electrically thin can be fabricated.This project involves the design and hands-on fabrication of semiconductor devices. Techniques will include wafer bonding, chemical etching and lithography (photo-, e-beam and nanoimprint).
近年来,由于对通信、导航、精确定时和卫星图像的需求不断增加,空间工业迅速发展。大多数卫星都由III-V族光电转换器提供动力,这种光电转换器具有很高的太阳能转换效率,比硅光电转换器更能经受住太空中恶劣的辐射环境。超薄(<200 nm)III-V族光电转换器是一种新兴的器件概念,可提高W/kg,同时还可实现全新的完全灵活的卫星外形。这项技术提供了固有的辐射耐受性,使在具有挑战性的空间环境中,如极地地球轨道和木星探索的扩展任务成为可能。为了在超薄半导体膜中完全吸收入射太阳照射,需要先进的光管理方法,诸如使用亚波长纳米光子散射结构来将光耦合到横向传播模式中。通过这种方法,可以制造出光学厚度大但电学厚度薄的器件。本项目涉及半导体器件的设计和实际制造。技术将包括晶片键合、化学蚀刻和光刻(照片、电子束和纳米压印)。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultra-thin GaAs solar cells with nanophotonic metal-dielectric diffraction gratings fabricated with displacement Talbot lithography
采用位移塔尔博特光刻技术制造的具有纳米光子金属电介质衍射光栅的超薄砷化镓太阳能电池
  • DOI:
    10.1002/pip.3463
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sayre L
  • 通讯作者:
    Sayre L
Design of photonic light-trapping structures for ultra-thin solar cells
  • DOI:
    10.1117/12.2550136
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    P. Pearce;L. Sayre;Andrew J. Johnson;L. Hirst;N. Ekins‐Daukes
  • 通讯作者:
    P. Pearce;L. Sayre;Andrew J. Johnson;L. Hirst;N. Ekins‐Daukes
Ultra-thin GaAs Photovoltaics for Space Applications
用于太空应用的超薄砷化镓光伏发电
  • DOI:
    10.17863/cam.93389
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sayre L
  • 通讯作者:
    Sayre L
Cathodoluminescence Study of 68 MeV Proton-Irradiated Ultra-Thin GaAs Solar Cells
68 MeV 质子辐照超薄砷化镓太阳能电池的阴极发光研究
  • DOI:
    10.1109/pvsc45281.2020.9300748
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Barthel A
  • 通讯作者:
    Barthel A
Ultra-thin Single-junction GaAs Solar Cells For Extreme Space Environments
适用于极端太空环境的超薄单结砷化镓太阳能电池
  • DOI:
    10.1109/pvsc45281.2020.9300596
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sayre L
  • 通讯作者:
    Sayre L
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知道了