أثر التشعيع الإلكتروني على الجزء البيني لخلية شمسية معدة للاستخدام الفضائي

Abstract

استخدمنا في هذه الدراسة ، بشكل أساسي ، الخلايا الشمسية المعدّة للفضاء الخارجي مستفيدين من المعلومات السابقة المتوفرة لدينا عن آلية التلف لهذه الخلايا عند تعريضها للتشعيع الإلكتروني .

ودرسنا ، بشكل خاص ، التغير الخطي لكل من كثافة تيار الدارة المقصورة وتوتر الدارة المفتوحة بتابعية جرعة التشعيع الإلكتروني φ.

بينت القياسات ، تغير توتر الدارة المفتوحة للخلايا الشمسية التي درسناها بتابعية جرعة التشعيع الإلكتروني φ :

بالنسبة لخلايا شمسية من النوع sub-cell  GaInP ، وpure Ge ، فقد وجدنا أن علاقة الميل بين منطقتي الانتشار وإعادة الاتحاد محققة ، وهي أن ميل منحني التوتر بتابعية جرعة التشعيع لمنطقة إعادة الاتحاد يساوي أربعة أضعاف مثيله في منطقة الانتشار .

أما بالنسبة لخلية شمسية من النوع sub-cell Ge ، فإن المنحني يبدي ميلاً ضعيفاً ، مما يجعلنا نستنتج بأن هذه الخلية لا تتأثر كثيراً بالتشعيع الإلكتروني φ .

بينما تغير كثافة تيار الدارة المقصورة لجميع هذه الخلايا يتناقص خطياً بتابعية جرعة التشعيع الإلكتروني φ.

لقد برهنا أن الفائدة المباشرة لعملنا هذا هي معرفة سلوك هذه الخلايا في المهمات البعيدة ، أي عمل هذه الخلايا في درجة حرارة ثابتة وتحت تدفق ضوئي ضعيف. وتبين لنا بأنه يجب المضي قدماً في دراسة الخلية الشمسية البينية  GaInP ، وخصوصاً من أجل الخلايا التي تعتمد صناعتها على العناصر:GaAs/GaInP/Ge    ، وكذلك إعادة النظر في الدراسات السابقة التي أجريت على الجرمانيوم النقي (pure Ge) وعلى الخلايا الشمسية البينية المصنوعة من الجرمانيوم  (Ge sub-cell) .

إن عملنا هذا يفتح أفاقا واسعة مع بدء استخدام الخلايا الشمسية الفضائية المتعددة الوصلات والضرورية لزيادة استطاعة الأقمار الصناعية .

Notre étude ayant été faite en utilisant principalement des cellules solaires spatiales, nous avons profité des connaissances acquises pour étudier en détail le mécanisme de dégradation  de celles-ci sous l'effet d'irradiation électronique.

Nous avons en particulier étudié la variation linéaire de la densité du courant de court-circuit et la tension du circuit ouvert en fonction de la dose d'irradiation électronique φ .

Les mesures ont montré que, la tension du circuit ouvert des cellules solaires que nous avons étudié, varie en fonction de la dose d'irradiation électronique φ :

En ce qui concerne les cellules solaires GaInP sub-cell et pure Ge , nous avons trouvé que la relation de la pente de la courbe représentant la tension en fonction de la dose d'irradiation φ entre les deux zones : diffusion et recombinaison , est verifiée avec très bonne approximation , cela veut dire que l'une est le quadruple de l'autre . pour la cellule solaire Ge sub-cell , ce courbe montre une pente approximativement constante , ce qui nous a amené a déduire que  ce genre de cellules n'est pas influencé beaucoup par la dose d'irradiation électronique φ .

Tandis que la variation linéaire de la densité du courant de court-circuit pour toutes ces cellules diminue linéairement en fonction de la dose d'irradiation électronique φ .

Nous avons eu alors la possibilité de démontrer l'utilité directe de notre travail comme l'étude du comportement des cellules dans des missions lointaines c'est-à-dire correspondant à un fonctionnement à température constante et sous faible flux lumineux.

Pour ces cellules à base de GaAs/ GaInP / Ge ,il va falloir compléter l'étude sur GaInP sub-cell et reprendre les vieilles études sur pure Ge et Ge sub-cell .

Notre travail ouvre donc de larges perspectives avec l'arrivée des cellules spatiales multijonctions nécessitées par l'augmentation de la puissance des satellites .