Деградация параметров солнечных батарей под воздействием факторов космического пространства
Рубрика:
Чженьюй, Х, Абраимов, ВВ, Юй, ХШи, Чжуан, ЯДе, Рассамакин, БМ |
Косм. наука технол. 2003, 9 ;(1):081-091 |
https://doi.org/10.15407/knit2003.01.081 |
Язык публикации: Русский |
Аннотация: Представляются результаты экспериментального исследования воздействия потоков протонов (Р+) и электронов (е–) радиационных поясов Земли, а также ионов азота верхней атмосферы Земли N+ (имитируемых лабораторно в комплексных имитаторах факторов космоса КИФК и УПИ), с энергией частиц Е = 60–200 кэВ на основные параметры солнечных батарей КА: ток короткого замыкания Iкз и напряжение холостого хода Uxx. Получена большая серия вольтамперных характеристик I (U) открытых и защищенных стеклом К-208 фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) в широком интервале поглощенных доз: Ф = 1010–1016 част/см2, соответствующих временам эксплуатации КА Δt = 1–20 лет для орбит в интервале высот Н = 300–36000 км. Показано, что для открытых ФЭП при дозах, превышающих Ф = 5·1014 част/см2, происходит существенная деградация основных параметров солнечных батарей; при этом Iкз и Uxx уменьшаются в 2 и более раз. Совместное облучение протонами и электронами защищенных ФЭП при дозах Ф = 1014част/см2 (соответствующих 20 годам эксплуатации КА на GEO-орбите) уменьшает Iкз и Uxx на 25 %. Облучение открытых ФЭП ионами азота N+ при дозах облучения Ф = 1016 см2 приводит к практически полной деградации основных параметров солнечных батарей (Iкз→0). Полученные результаты трактуются в рамках современных теорий генерации радиационных дефектов в полупроводниках в поле космической радиации и их влияния на время жизни ττнеосновных носителей. Наблюдается хорошее согласие экспериментальных деградационных характеристик для тока Iкз с предсказаниями теории деградации солнечных батарей Г. Раушенбаха.
|
Ключевые слова: деградация солнечных батарей, солнечные батареи, факторы космического пространства |
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.