(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210768583.7 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 李兴冀　应涛　张彬　杨剑群　 李伟奇　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 尹泽民 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法 (57)摘要 本发明提供一种太阳能电池辐照损伤的模 拟计算方法， 包括： 测量太阳能电池的厚度， 并确 认其材料属性； 构建所述太阳能电池的结构模 型， 将所述结构模型简化为具有若干个平行平板 的层状结构； 通过蒙特卡罗方法， 使用空间辐照 粒子照射所述结构模型， 并通过积分计算所述层 状结构中每层的位移吸收能量。 本发 明提供的太 阳能电池辐照损伤的模拟计算方法能够快速评 价太阳能电池在受到空间辐照粒子辐照后的位 移损伤情况， 相对于空间实验显著降低了实验成 本， 为辐照效应损伤机理分析及器件在轨性能退 化预测提供依据， 且能够计算传统方法无法计算 的中子和光子等辐照粒子 。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115169103 A 2022.10.11 CN 115169103 A 1.一种太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 测量太阳能电池的厚度， 并确认其材 料属性； 步骤S2、 构建所述太阳能电池的结构模型， 将所述结构模型简化为具有若干个平行平 板的层状结构； 步骤S3、 通过蒙特卡罗方法， 使用空间辐照粒子照射所述结构模型， 并通过积分计算所 述层状结构中每层的位移吸 收能量。 2.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述步骤 S1中， 所述太阳能电池的材 料属性包括Si、 GaAs或I nP。 3.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述步骤 S2中， 将所述结构模型简化 为具有1‑100个平行平板的层状结构。 4.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述步骤 S3中， 在Geant4环境中， 通过蒙特卡罗方法， 使用空间辐照粒子照射所述结构模型， 并通过 积分计算所述层状结构中每层的位移吸 收剂量。 5.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述步骤 S3中， 所述空间辐照粒子包括质子、 电子、 中子或光子 。 6.根据权利要求5所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述质子 的能量为1‑100MeV。 7.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述电子 的能量为1‑100MeV。 8.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 所述步骤 S3中， 通过对一定长度上阻止本领进行积分计算， 得到所述空间辐照粒子在该路径上损失 的能量。 9.根据权利要求1所述的太阳能电池辐照损伤的模拟计算方法， 其特征在于， 在所述步 骤S3之后还 包括： 步骤S4、 分析经过所述空间辐照粒子照射后的所述电池结构模型产生的位移吸收剂量 随深度变化的趋势。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115169103 A 2一种太阳能电池辐照损伤的模拟计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及空间环境效应技术领域， 具体而言， 涉及一种太阳能电池辐照损伤的 模拟计算方法。 背景技术 [0002]航天器在轨飞行过程中需要电力供给来维持其姿态的正常运行， 以及设备的正常 运转。 航天器的电源 供给往往来源于太阳能电池， 而太阳能电池往往 是由半导体材料构成。 由于航天器中太阳能电池的在 复杂的空间环境中运行， 容易受到辐 射粒子的影响， 当太阳 能电池工作时会与高能带电粒子相互作用， 从而产生电离或者位移损伤， 导致太阳能电池 中载流子的寿命的减小， 影响太阳能电池的光电转换效率， 使航天器在轨 工作时间缩短。 [0003]随着航天器空间飞行任务需求的不断提高， 航天器需要消耗更多的能源， 因此航 天器上的太阳能电池需要 具有更高的光电转换效率和更长的寿命。 为了达到太阳能电池具 有更高光电转换效率和更长寿命的目的， 对太阳能电池器件的辐射效应和损伤机理的研究 十分必要。 [0004]而太阳能电池， 例如GaInP/G aAs双节能电池性能的退化主要是由电池基区产生的 位移损伤造成的， 且位移损伤 能够通过位移吸收剂量进行表示。 空间中辐 射粒子在与太阳 能电池相互作用时， 太阳能电池的不同深度能够表现出不同的位移吸收剂量。 因此， 亟需一 种对太阳能电池不同深度的位移吸收剂量进 行快速计算的方法， 用于评价太阳能电池的位 移损伤情况。 发明内容 [0005]本发明解决的问题是如何提供一种步骤简单， 效率较高的太阳能电池辐照损伤的 模拟计算方法， 用于快速 评价太阳能电池的位移损伤情况。 [0006]为解决上述问题中的至少一个方面， 本发明提供一种太阳能电池辐照损伤的模拟 计算方法， 包括以下步骤： [0007]步骤S1、 测量太阳能电池的厚度， 并确认其材 料属性； [0008]步骤S2、 构建所述太阳能电池的结构模型， 将所述结构模型简化为具有若干个平 行平板的层状结构； [0009]步骤S3、 通过蒙特卡罗方法， 使用空间辐照粒子照射所述结构模型， 并通过积分计 算所述层状结构中每层的位移吸 收能量。 [0010]优选地， 所述 步骤S1中， 所述太阳能电池的材 料属性包括Si、 GaAs或I nP。 [0011]优选地， 所述步骤S2中， 将所述结构模型简化为具有1 ‑100个平行平板的层状结 构。 [0012]优选地， 所述步骤S3中， 在Geant4环境中， 通过蒙特卡罗方法， 使用空间辐照粒子 照射所述结构模型， 并通过积分计算所述层状结构中每层的位移吸 收剂量。 [0013]优选地， 所述 步骤S3中， 所述空间辐照粒子包括质子、 电子、 中子或光子 。说　明　书 1/5 页 3 CN 115169103 A 3