Temperature influence on performance degradation of hydrogenated amorphous silicon solar cells irradiated with protons

陽子線照射による水素化アモルファスシリコン太陽電池の特性劣化における温度の影響

佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*

Sato, Shinichiro; Sai, Hitoshi*; Oshima, Takeshi; Imaizumi, Mitsuru*; Shimazaki, Kazunori*; Kondo, Michio*

室温及び高温(60C)での水素化アモルファスシリコン太陽電池の陽子線照射劣化挙動を調べた。照射前後の電気特性を比較したところ、高温照射での劣化は室温照射よりも優位に小さくなることがわかった。また、室温でもすべての電気特性パラメータ(短絡電流,開放電圧,最大出力,曲線因子)が回復することがわかった。熱回復が指数関数的に起こると仮定して短絡電流の特性時間を求めると、高温ほど特性時間が大きく、特性の回復が温度に起因しているが、室温から60Cの範囲でさえその差が有意に現れることが明らかとなった。これは、従来の三接合太陽電池などと比較して温度の影響がはるかに大きいということを意味しており、水素化アモルファスシリコン太陽電池の照射実験においては照射中温度や照射後の経過時間をかなり厳密にコントロールする必要があるといえる。

Proton degradation behaviors of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) solar cells irradiated with protons at 331 K are compared with that at 298 K (room temperature). Variations with time in the post-irradiation electrical properties are also investigated. It is found that the radiation degradation of the electrical properties at 331 K is significantly smaller than that at room temperature. Also, all the electrical properties (short-circuit current, open-circuit voltage, output maximum, and fill factor) recover with time after irradiation even at room temperature. The characteristic time of thermal annealing of short-circuit current is larger as the temperature is higher. These results indicate that temperature during irradiation and elapsed time from irradiation to measurement is an important parameter for radiation degradation of a-Si:H solar cells. Therefore, these parameters should be controlled in conducting the ground radiation tests.