Radiation degradation and damage coefficients of InGaP/GaAs/Ge triple-junction solar cell by low-energy electrons

低エネルギー電子線によるInGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の照射劣化と劣化係数

今泉 充*; 森岡 千晴*; 住田 泰史*; 大島 武; 奥田 修一*

Imaizumi, Mitsuru*; Morioka, Chiharu*; Sumita, Taishi*; Oshima, Takeshi; Okuda, Shuichi*

InGaP太陽電池及びInGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の低エネルギー電子線照射効果を調べた。今回はInGaP太陽電池中のGa及びInのはじき出しエネルギーのしきい値以下である300keVでの電子線照射を行った。電子線照射中に太陽電池の発電特性を測定する同時計測法により、これら太陽電池の照射による電気特性の変化を調べたところ、短絡電流は照射によって変化しないこと、開放電圧は照射量の増加とともに低下することが判明した。今回のエネルギーではPのはじき出しによる欠陥のみが生成されることから、短絡電流の低下の原因となる少数キャリアの拡散長はP由来の欠陥には影響されないと結論できる。また、表面再結合が増加することで開放電圧が低下することから、300keV電子線照射によって表面再結合が増加することも併せて判明した。

InGaP single-junction and InGaP/GaAs/Ge triple-junction (3J) solar cells were irradiated with low energy electrons. The energy of electrons were selected around the threshold energy of Gallium and Indium recoiling in the InGaP system (300 keV). Simultaneous electron irradiation and current-voltage characteristics measurement of the cells revealed the fact that the short-circuit current (Isc) of InGaP cells and consequently the 3J cells does not degrade when the cells are irradiated with electrons with energies of less than 300 keV, while the open-circuit voltage (Voc) considerably degrades for both types of the cell, regardless of the electron energies. This result suggests that the effects of defects generated by the recoil of phosphorus are insufficient to decrease the minority-carrier lifetime in InGaP. In addition, the degradation of the Voc suggests an increase in surface recombination.