研究目的
评估纳米线（NW）太阳能电池与平面太阳能电池设计在太空应用中的抗辐射性能。
研究成果
III-V族纳米线阵列太阳能电池有望成为适用于太空应用的高效、轻质且抗辐射的发电装置。这种纳米线太阳能电池所展现出的高抗辐射性意味着它们对低能质子辐射需要更少（甚至可能完全不需要）的屏蔽防护，从而有望延长航天器的任务寿命。
研究不足
该研究的局限性在于模拟代码本身存在固有局限，难以准确描述平面结构与纳米线架构中点缺陷的产生过程，以及那些在转化和降低纳米线残余损伤过程中起作用的其他热激活过程。
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抗辐射纳米线阵列太阳能电池
DOI：10.1021/acsnano.9b05213
期刊：ACS Nano
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
太空动力系统需要轻质、高效、可靠且能在太空环境中运行数年乃至数十年的光伏技术。当前太阳能电池板采用基于III-V族化合物的平面多结太阳能电池，虽然效率极高，但其比功率（功率重量比）受限于辐射屏蔽层（如盖板玻璃）带来的额外质量——这些屏蔽层用于?；さ绯孛馐芴罩懈吣芰Ｗ臃涞乃鸷ΑＮ颐窃诖酥っ?，相较于平面电池设计，III-V族纳米线阵列太阳能电池具有显著更优的抗辐射性能，并通过多种电池结构与材料（包括砷化镓和磷化铟）验证了这一结论。当受到100-350千电子伏质子与1兆电子伏电子辐照时，纳米线电池的损伤阈值比平面对照电池高出约10-40倍。通过蒙特卡洛模拟显示，这种提升部分源于纳米线尺寸效应导致的晶格位移密度降低?？狗涮匦越岷细咝У墓庋占安欢细慕哪擅紫吖夥阅?，表明纳米线阵列有望实现高比功率、无衬底、大幅降低屏蔽要求的III-V族太空太阳能电池。更广泛而言，这种辐射损伤的显著降低意味着纳米线结构可能有助于提升其他电子与光电器件的抗辐射能力。
作者：
Pilar Espinet-Gonzalez，Enrique Barrigon，Gaute Otnes，Giuliano Vescovi，Colin Mann，Ryan M. France，Alex Justine Welch，Matthew Sullivan Hunt，Don Walker，Michael D Kelzenberg，Ingvar ?berg，Magnus T Borgstr?m，Lars Samuelson，Harry A Atwater
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