Degradation prediction using displacement damage dose method for AlInGaP solar cells by changing displacement threshold energy under irradiation with low-energy electrons

AlInGaP太陽電池における低エネルギー電子線照射環境下での原子変位しきい値エネルギーを修正した変位損傷量法による劣化予測

奥野 泰希*; 石川 法人   ; 秋吉 優史*; 安藤 太一*; 春元 雅貴*; 今泉 充*

Okuno, Yasuki*; Ishikawa, Norito; Akiyoshi, Masafumi*; Ando, Hirokazu*; Harumoto, Masaki*; Imaizumi, Mitsuru*

AlInGaP太陽電池における低エネルギー電子線照射環境における照射損傷を予測する際には変位損傷量法が用いられるが、原子変位しきい値エネルギーの設定によって予測値が大きく異なってしまう。したがって、妥当な原子変位しきい値エネルギーを設定することが不可欠である。本研究では、60keV電子線をAlInGaP太陽電池に照射し、P原子の原子変位しきい値エネルギーを正確に導出した。さらに、本研究で得られた原子変位しきい値エネルギーを利用して、太陽電池の性能劣化を予測できることも実験的に立証した。

Performance degradation prediction for space solar cells under irradiation with low-energy electrons is greatly affected by displacement threshold energy (Ed) when a displacement damage dose (DDD) model is used. According to recent studies, the Ed of P atoms is much lower than the conventional Ed value in InP-type solar cells irradiated with low-energy electrons. This indicates that the value of Ed typically used in DDD model leads to significant error in performance degradation prediction. In this study, degradation of AlInGaP solar cells is observed after irradiation with 60 keV electrons. The results suggest that the Ed of P atoms in AlInGaP solar cells is much smaller than the conventionally used Ed value. By using the DDD model with the Ed value obtained in this study, we demonstrated that the performance degradation predicted by the DDD model agrees well with the experimental results.