NIEL analysis of radiation degradation parameters derived from quantum efficiency of triple-junction space solar cell

三接合太陽電池の量子効率から導出される放射線劣化パラメータのNIEL解析

佐藤 真一郎; 宮本 晴基; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 森岡 千晴*; 河野 勝泰*; 大島 武

Sato, Shinichiro; Miyamoto, Haruki; Imaizumi, Mitsuru*; Shimazaki, Kazunori*; Morioka, Chiharu*; Kawano, Katsuyasu*; Oshima, Takeshi

InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の放射線劣化モデル構築のために、50keV10MeVの幅広いエネルギー範囲のプロトンを照射することで劣化させた三接合太陽電池の外部量子効率のシミュレーションを、1次元光デバイスシミュレータPC1Dを用いて行った。その結果、短絡電流及び開放電圧を実験結果と比較して5%以内の精度で再現することができ、このモデリングの妥当性を確認することができた。さらに、各サブセルにおけるベース層の多数キャリア濃度枯渇係数と少数キャリア拡散長の損傷係数を見積り、これらがNIELを指標として表現できることを見いだした。

Degradation modeling of InGaP/GaAs/Ge triple-junction (3J) solar cells due to proton irradiation is performed with the use of a one-dimensional optical device simulator; PC1D, and the degradation level in each sub-cell is evaluated. By fitting external quantum efficiencies of the 3J solar cells degraded by proton irradiation, the short-circuit currents () and open-circuit voltages () are simulated. The validity of this model is confirmed by comparing the results of both and to the experimental data. The carrier removal rate of base layer () and the damage coefficient of minority carrier diffusion length () in each sub-cell are also estimated. In addition, NIEL (Non-Ionizing Energy Loss) analysis for both radiation degradation parameters and is discussed.