Radiation response of fill-factor for GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers

放射線照射によるInGaAs量子ドット層を含むGaAs太陽電池のフィルファクターの変動

中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; 岡野 好伸*; 佐藤 真一郎; 大島 武

Nakamura, Tetsuya*; Sumita, Taishi*; Imaizumi, Mitsuru*; Sugaya, Takeyoshi*; Matsubara, Koji*; Niki, Shigeru*; Mochizuki, Toru*; Takeda, Akihiro*; Okano, Yoshinobu*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi

量子ドット太陽電池の宇宙応用の可能性を検討するためにInGaAs量子ドット層を含むGaAs太陽電池の放射線劣化挙動を調べた。InGaAsドット層を50層含むGaAs太陽電池及び比較のためのドット層の無いGaAs太陽電池を分子線エピタキシー(MBE)法を用いて作製した。それら太陽電池に室温にて150keV陽子線を照射し、光照射下及び暗状態での電気特性の劣化を調べた。その結果、ドット有りの太陽電池は、無しの太陽電池に比べて短絡電流は低下が大きく、逆に開放電圧は低下が少ないことが見出された。加えて、電流(I)-電圧(V)曲線を調べたところ、ドット有り太陽電池はドット無し太陽電池に比べフィルファクター(FF)の劣化が大きいことが判明した。暗状態でのI-V測定特性に関しては、ドット有りもドット無し太陽電池も同程度の劣化であったことから、FFの低下は太陽電池のダイオード特性の劣化に起因するものではなく、少数キャリアの拡散長やといった発電特性に起因すると考えられる。

Radiation effects on GaAs solar cells with InGaAs dot layers were investigated in order to consider the capability of them for space applications. The GaAs solar cells with 50 InGaAs dot layers and also GaAs solar cells with no dot layer were fabricated using a MBE method. They were irradiated with 150 keV-protons at room temperature. As a result, solar cell with dot layers showed higher radiation degradation in short circuit current however, lower degradation in open circuit voltage. Since no significant difference in the degradation of current - voltage characteristics under dark conditions between dot and non-dot solar cells, it is concluded that the degradation of fill fuctor does not come from the degradation of pn diode characteristics but might come from the degradation of minority carrier diffusion length.