Effect of irradiation on gallium arsenide solar cells with multi quantum well structures

多重量子井戸構造をもつガリウム砒素太陽電池の放射線照射効果

Maximenko, S.*; Lumb, M.*; Hoheisel, R.*; Gonzlez, M.*; Scheiman, D.*; Messenger, S.*; Tibbits, T. N. D.*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Jenkins, P. P.*; Walters, R. J.*

Maximenko, S.*; Lumb, M.*; Hoheisel, R.*; Gonzlez, M.*; Scheiman, D.*; Messenger, S.*; Tibbits, T. N. D.*; Imaizumi, Mitsuru*; Oshima, Takeshi; Sato, Shinichiro; Jenkins, P. P.*; Walters, R. J.*

多重量子井戸(MQW)構造を持つガリウム砒素(GaAs)太陽電池の放射線応答を明らかにするため、電子線および陽子線を照射し、電子線誘起電流(EBIC)測定および、容量・電圧(CV)測定を用いて複合的に解析した。MQW層の電子輸送特性をEBICによって調べ、2次元拡散モデルを用いて解析したところ、照射によりMQW層における電界強度分布が不均一化することが明らかとなった。また、CV測定の結果から、はじき出し損傷量が1MeV/g以下の領域でMQW層の伝導型が弱いn型からp型へ変化している可能性が見出された。この結果は、EBICの測定結果から得られる電界強度の変化と一致しており、MQW層における特有の劣化現象である可能性が示唆された。

In this paper, a complex analysis of the radiation response of GaAs solar cells with multi quantum wells (MQW) incorporated in the i-region of the device is presented. Electronic transport properties of the MQW i-region were assessed experimentally by the electron beam induced current (EBIC) technique. A 2-D EBIC diffusion model was applied to simulate EBIC line scans across device structure for different radiation doses. The results are interpreted using numerical modeling of the electrical field distribution at different radiation levels. Type conversion from n- to p-type was found in MQW i-region at displacement damage dose as low as low as 1 MeV MeV/g. This is supported by experimental and simulated EBIC and electric field distribution results.