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Change in I-V characteristics of subcells in a multi-junction solar cell due to radiation irradiation

多接合太陽電池におけるサブセルの放射線照射による電流・電圧特性変化

中村 徹哉*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 大島 武

Nakamura, Tetsuya*; Imaizumi, Mitsuru*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi

エレクトロルミネッセンス法を用いた多接合太陽電池におけるサブセルの電流・電圧特性の予測法を用いて、陽子線照射によって劣化したInGaP/GaAs二接合太陽電池の暗状態での電流・電圧特性及び光照射下での電流・電圧特性を見積もった。それに加え、電気回路シミュレータを用いて直列抵抗成分とシャント抵抗成分を見積もると、実験結果をよく再現できることを明らかにした。また、照射量の増加に伴う発電特性の劣化は本研究の劣化予測法を用いることで非常によく再現できること、ある照射量において電流制限セルがInGaPトップセルからGaAsボトムセルに変化することも明らかにした。

Roensch et al. recently proposed a new method of estimating the current-voltage (IV) characteristics of subcells in a multi-junction (MJ) solar cell by using electroluminescence (EL). The estimated IV characteristics of a proton-irradiated MJ solar cell from the IV curve obtained from each subcell agreed well with the actual dark IV (DIV) and light IV (LIV) characteristics, except for series resistance ($$R$$$$_{s}$$) and shunt resistance ($$R$$$$_{sh}$$). This method can also clarify $$R$$$$_{s}$$ of a MJ cells and Rsh of subcells through circuit simulation program. In this work, we applied this method to InGaP/GaAs dual-junction (2J) solar cells in order to obtain the IV characteristics of the InGaP top subcells and GaAs bottom subcells before and after proton irradiation with various fluences. In addition, we succeeded to predict the degradation curve of maximum power ($$P$$$$_{max}$$) of the 2J solar cell where the current-limiting subcell changes from InGaP to GaAs subcell.

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