Improvement of radiation degradation prediction accuracy of solar cell by elucidation of influence factor of displacement threshold energy

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H07355
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Quantum beam science
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Okuno Yasuki 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 博士研究員 (00805400)
• Research Collaborator: Imaizumi Mitsuru JAXA ; Akiyoshi Masafumi OPU
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Keywords: 照射損傷 / 太陽電池 / 宇宙用電源 / 劣化予測 / 第一原理計算 / 化合物半導体 / はじき出し閾値エネルギー / 低エネルギー電子線

Outline of Final Research Achievements

In order to improve the radiation degradation prediction model accuracy of the solar cell for space, we clarified the changing mechanism of the displacement threshold energy (Ed) of the InP-type solar cell by experiments and simulations. In the InP-type solar cell, the Ed value of P do not agree with 9 eV considered conventionally, and it was suggested as 7.7 eV for InP, 4 eV for InGaP, and 3.6 eV for AlInGaP in this research and the previous research. Moreover, when the cohesive energy of P was calculated by the first principle calculation, it was suggested that the change of the cohesive energy of P in the InP solar cell does not affect Ed.

Free Research Field

放射線照射材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人工衛星に用いられる宇宙用太陽電池は、宇宙環境中の放射線で劣化するため、劣化予測モデルの向上が重要である。宇宙用太陽電池として有力なInP系太陽電池において、劣化予測モデルの向上に必要なパラメータであるはじき出し閾値エネルギーの解明を行った。その結果、InP、InGaPおよび、AlInGaPと３種類のInP太陽電池の中のPのはじき出し閾値エネルギーは、それぞれ、異なった値を示すことが明らかになった。また、この解明されたはじき出し閾値エネルギーの値を用いた劣化予測を使用することによって、高い精度の宇宙太陽電池劣化予測が可能となる。