Technische Universiteit Delft

Zonnecellen
door M&C

Promotie van dhr. A. Klaver: "Irradation-induced degradation of amorphous silicon solar cells in space"

03 december 2007 | 12:30 uur
plaats: Aula TU Delft

De heer Ir. A. Klaver | natuurkundig ingenieur, Nederland promotor | Prof.dr. C.I.M. Beenakker (EWI)
toeg.prom | Dr. R.A.C.M.M. van Swaaij (UHD-EWI)

Irradation-induced degradation of amorphous silicon solar cells in space
Zonnecellen worden veelal gebruikt als energiebron voor satellieten. De ruimte is echter een vijandige omgeving voor elektronische componenten, zoals zonnecellen. Ze worden blootgesteld aan grote temperatuurverschillen, atomair zuurstof, ruimtestof, meteorieten en bestraling door geladen deeltjes met hoge energie. Voor zogenaamde medium-earth en geostationaire satellietbanen wordt de levensduur van zonnecellen op satellieten voor een groot deel bepaald door deze deeltjesstraling. Zonnecellen van gehydrogeneerd amorf silicium (a-Si:H) hebben gunstige eigenschappen welke toepassing in de ruimtevaart mogelijk maken, vooral voor missies waarbij veel deeltjesstraling te verwachten valt. In dit onderzoek is een model ontwikkeld waarmee het rendement van een zonnecel aan het einde van zijn levensduur kan worden voorspeld voor een ruimtevaartmissie met veel straling.

Om dit model te kunnen ontwikkelen, hebben we dunne lagen en zonnecellen van gehydrogeneerd amorf silicium, blootgesteld aan langdurige belichting en bestraald met elektronen en protonen met hoge energie om zodoende het degradatiegedrag onder deze omstandigheden te bestuderen.
Uit de resultaten zijn drie belangrijke effecten naar voren gekomen die de degradatie van zonnecellen van a-Si:H, tengevolge van bestraling bepalen: een verhoging van de defectdichtheid in intrinsiek a-Si:H, een verhoging van de activeringsenergie van gedoteerd a-Si:H, en een toegenomen absorptie van het inkomende licht in het glas. Er zijn geen veranderingen gevonden in de mobiliteiten van ladingsdragers en in de concentratie van zwakke bindingen in het a-Si:H.

Ook is een procedure ontwikkeld voor het simuleren van gedegradeerde zonnellen van gehydrogeneerd amorf silicium gebaseerd op de veranderingen in de materiaaleigenschappen, en vergelijken we de resultaten van deze methode met meetdata om enkele aspecten van de zonneceldegradatie in meer detail te onderzoeken, waaronder het mechansisme voor generatie van defect.

Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.

Laatst gewijzigd: 29 november 2007