[发明专利]基于深层离子注入方式的倒置四结太阳电池抗位移辐照加固方法

说明书

基于深层离子注入方式的倒置四结太阳电池抗位移辐照加固方法，属于微电子技术领域，本发明为解决现有倒置四结太阳电池在空间带电粒子的辐照下抗位移辐照能力差，易产生位移辐射损伤，从而严重地影响太阳电池的性能参数的问题。本发明向倒置四结太阳电池的第四结有源区和第三结有源区模拟注入离子，获得离子能量和射程信息，模拟I‑V特性，记录与未注入离子时的I‑V特性变化量小于10％时的注入离子量，计算注入离子电压和离子束电流，设置注入离子时间，采用设置后的注入离子机进行离子注入，对完成离子注入的倒置四结太阳电池进行退火处理。本发明用于对倒置四结太阳电池进行抗位移辐照加固。

技术领域

本发明涉及一种倒置四结太阳电池抗位移辐照加固方法，属于微电子技术领域。

背景技术

21世纪人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成全球热点问题，而能源问题将更加突出。为了解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，而太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点，因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视，成为理想的替代能源。

太阳电池可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能，是一种最有效的清洁能源形式，并且具有可靠性高、寿命长、转换效率高等优点，可做人造卫星﹑航标灯﹑晶体管收音机等的电源。相比于单晶硅、单结GaAs太阳电池，晶格失配倒置多结太阳电池具有较强的抗辐照性能，晶格失配倒置四结太阳电池GaInP-1.87eV/GaAs-1.42eV/InGaAs-1.0Ev/InGaAs-0.7eV(IMM4J)的光电转换效率已经达34％，相比于正向三结太阳电池其具有更高的转换效率，因此是下一代空间太阳电池的主要研究方向。

影响空间太阳电池性能包括两个方面：第一个方面是初始的光电转换效率，另一个方面是在空间带电粒子辐照环境下的抗辐照损伤性能。而空间辐照效应中对倒置四结太阳电池影响最严重的是位移辐射损伤。位移辐射损伤是指：入射粒子与靶材原子相互作用，导致靶材原子晶格点阵发生变化(局部)而产生的位移辐射效应。当入射粒子与靶材原子发生交互作用时，可在靶材中产生空位、间隙原子及相关缺陷等体损伤，这些间隙原子和空位会再次发生交互作用，形成更为复杂的缺陷，最终形成复合中心。在倒置四结太阳电池太阳电池中，辐射缺陷主要是导致有源区内的有效载流子被辐射缺陷俘获，使得有源区的有效载流子浓度大幅降低，有效载流子寿命降低，从而造成I-V特性的退化。能够产生位移损伤的带电粒子辐照注量越大，在倒置四结太阳电池晶格失配缓冲层材料内形成的复合中心数量越多，造成的性能退化也就更加严重。

发明内容

本发明目的是为了解决现有倒置四结太阳电池在空间带电粒子的辐照下抗位移辐照能力差，易产生位移辐射损伤，从而严重地影响太阳电池的性能参数的问题，提供了一种基于深层离子注入方式的倒置四结太阳电池抗位移辐照加固方法。

本发明所述基于深层离子注入方式的倒置四结太阳电池抗位移辐照加固方法，该加固方法的具体过程为：

S1、根据倒置四结太阳电池的结构参数，向倒置四结太阳电池的第四结有源区和第三结有源区模拟注入离子，分别获得第四结有源区和第三结有源区注入离子的离子能量和射程信息；

S2、分别模拟第四结有源区未注入离子和模拟注入离子后的I-V特性，改变注入离子量，使模拟注入离子后的I-V特性与未注入离子的I-V特性的变化量小于10％，记录第四结有源区的注入离子量；

S3、根据S1获取的第四结有源区注入离子的离子能量和射程信息，以及S2获取的第四结有源区注入离子量，计算注入离子机的第四结有源区注入离子电压和离子束电流；

S4、分别模拟第三结有源区未注入离子和模拟注入离子后的I-V特性，改变注入离子量，使模拟注入离子后的I-V特性与未注入离子的I-V特性的变化量小于10％，记录第三结有源区的注入离子量；