Деградація параметрів сонячних батарей під впливом факторів космічного простору

Чженьюй, Х, Абраїмов, ВВ, Юй, ХШи, Чжуан, ЯДе, Рассамакін, БМ
Косм. наука технол. 2003, 9 ;(1):081-091
https://doi.org/10.15407/knit2003.01.081
Мова публікації: Російська
Анотація: 
Представляються результати експериментального дослідження впливу потоків протонів (Р+) і електронів (е) радіаційних поясів Землі, а також іонів азоту верхньої атмосфери Землі N+, (імітованих лабораторно в комплексних імітаторах факторів космосу КІФК і УПІ), з енергією частинок Е = 60-200 кеВ на основні параметри сонячних батарей КА: струм короткого замикання Iкз і напруга холостого ходу Uxx. Отримана велика серія вольтамперних характеристик I(U) відкритих і захищених склом К-208 фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) в широкому інтервалі поглинених доз: Ф = 1010 -1016 част/см2, відповідних часу експлуатації КА Δt= 1-20 років для орбіт в інтервалі висот Н = 300-36000 км. Показано, що для відкритих ФЕП при дозах, що перевищують Ф = 5-1014 част/см2, відбувається істотна деградація основних параметрів сонячних батарей; при цьому Iкз і Uxx. зменшуються в 2 і більше разів. Спільне опромінення протонами і електронами захищених ФЕП при дозах Ф = 1014 част/см2 (відповідних 20 рокам експлуатації КА на GEO-орбіті) зменшує Iкз і Uxx. на 25%. Опромінення відкритих ФЕП іонами азоту N+ при дозах опромінення Ф = 1016 см2 призводить до практично повної деградації основних параметрів сонячних батарей (Iкз→0). Отримані результати трактуються в рамках сучасних теорій генерації радіаційних дефектів в напівпровідниках в полі космічної радіації і їх впливу на тривалість життя τ неосновних носіїв. Спостерігається хороше співпадіння експериментальних деградаційних характеристик струму Iкз з передбаченнями теорії деградації сонячних батарей Г. Раушенбаха.
Ключові слова: деградація сонячних батарей, сонячні батареї, фактори космічного простору
References: 
1.  Абраимов В. В., Еременко В. В., Верховцева Э. Т., и др. Комплексная система наземной имитации факторов косми­ческого пространства // Вестник Харьков, ун-та. Сер. физ. Ядра, частицы, поля.—2001.—№ 541, вып. 4.—С. 28—34.
2.  Вернов С. Н., Акишин А. И. Влияние космических излуче­ний на полупроводниковые фотопреобразователи // Модель космического пространства. — М.: НИИЯФ МГУ, 1983.— Т. 2.—С. 513—550; Заряженные частицы в магнитосфере Земли и других планет.—Т. 1.—С. 365—414.
3.  Колтун М. М. Солнечные элементы. — М.: Наука, 1987.— 192 с.
4.  Летин В. А., Заявлин В. Р. Анализ работы солнечных батарей низкоорбитальных космических аппаратов // Космич. исследования.—1994.—32, вып. 4-5.—С. 216—218.
5.  Летин В. А., Заявлин В. Р., Губанова И. А. Солнечные батареи. Вопросы деградации // Электротехническая про­мышленность. Сер. 22. Источники тока. —1988.— Вып. 13.—С. 1—44.
6.  Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. — М.: Энергоатомиздат, 1983.—360 с.
7.  Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент. — М.: Энергоатомиздат, 1987.—280 с.
8.  Эллиот Дж. Фотоэлектрические преобразователи энергии // Прямое преобразование энергии. — М.: Мир, 1969.— 360 с.

9. Abraimov V. V., He Shiyu, Hu Zhenyu, Yang Dezhuang, et al. Space-induced degradation of parameters of solar batteries under the influense of the space environment factors // The Fifth Sino—Russian—Ukrainian Symposium on Space and Technology. — Harbin, 2000.—P. 724—734.