Durability of triple-junction solar cell for HIHT environments, venus and mercury exploration missions

金星,水星探査ミッションを目的としたHIHT環境での三接合太陽電池の耐久性

今泉 充*; 豊田 裕之*; 島田 貴信*; 小川 博之*; 田島 道夫*; 久松 正*; 中村 一世*; 高本 達也*; 佐藤 真一郎; 大島 武

Imaizumi, Mitsuru*; Toyota, Hiroyuki*; Shimada, Takanobu*; Ogawa, Hiroyuki*; Tajima, Michio*; Hisamatsu, Tadashi*; Nakamura, Kazuyo*; Takamoto, Tatsuya*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi

宇宙航空研究開発機構が着手している金星ミッションと水星ミッションにおいて惑星探査機がさらされる環境を模擬し、宇宙用InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の電気出力に対する高温高光強度(HIHT)環境の影響について調べた。電流・電圧測定の結果、+200Cでは電流が0の付近でキンク状のパターンが現れた。また、これらのミッションの運用期間において予想される放射線曝露量を換算し、3MeV陽子線を210/cm照射した試料に対しても、同様にキンク状のパターンが確認された。さらに、HIHT環境下での熱サイクル試験及び連続稼働試験を行い、連続稼働試験では電流出力が有意に劣化する結果を得た。

Results of our study of effects of high-light-intensity and high-temperature conditions (HIHT) on the output performance of an InGaP/GaAs/Ge triple-junction solar cell are described herein. The HIHT conditions are adjusted for spacecraft environments expected for a Venus mission (Planet-C) and a Mercury mission (MMO) to be undertaken by the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Measurements of current-voltage characteristics under high light intensity for wide range of cell temperatures exhibit a kinked pattern at 0 current at +200C. The thermal cycle test results for bare cells with a wide temperature range show no output performance degradation. Continuous operation tests of 3J cells under HIHT conditions reveal gradual current output degradation, implying that solar panel design should address decreased output specifically.