Innovative technologies on proton irradiation ground tests for space solar cells

宇宙用太陽電池の陽子線照射地上試験に関しての革新的な技術

今泉 充*; 百合 庸介; Bolton, P.; 佐藤 真一郎; 大島 武

Imaizumi, Mitsuru*; Yuri, Yosuke; Bolton, P.; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi

InGaP/GaAs/Ge三接合(3J)太陽電池にさまざまな方法で高エネルギー陽子線を照射して劣化挙動を調べた。多重マグネットを用いた拡大均一陽子線を用いた照射により得られた3J太陽電池の特性劣化を、従来のスキャンビームを用いた陽子線照射の結果と比較した。その結果、両者とも劣化挙動には差異は見られなかった。このことより、いずれの方法を用いたとしても宇宙用太陽電池の劣化予測が可能であると判断できた。加えて、レーザー誘起陽子線の宇宙用太陽電池の劣化評価への応用の可能性を検討した。レーザー誘起放射線発生技術では、従来の単一エネルギーでの照射と異なり、実宇宙に近いスペクトルを有する陽子線が発生できることから、宇宙用太陽電池の劣化評価に応用可能であると結論できた。

High-energy proton irradiation tests were performed on InGaP/GaAs/Ge triple-junction (3J) solar cells with a variety of beam conditions. Irradiation area of about 80 mm 80 mm was achieved by two different techniques, namely, the spot beam scanning and the defocused beam uniformization using multi-pole magnets. Degradation trend of the cells irradiated with the defocused uniform beam under a variety of doze rates exhibited no significant difference compared to the trend irradiated with the scanned beam under a constant dose rate. This result is consistent with our previous fundamental study, and indicates possibility of reduction of irradiation test duration. Irradiation experiment with a multiple energy proton beam is planned, and generation of such proton beam is now under development. Once a proton beam with energy spectrum similar to space environment, a number of irradiation tests with different proton energies and also an energy equivalent fluence calculation using relative damage coefficients or displacement damage dose will be unnecessary.