Radiation Tolerant Nanowire Array Solar Cells

纳米线 光伏 光电子学 材料科学 太阳能电池 电磁屏蔽 辐射 砷化镓 纳米技术 辐照 平面的 光伏系统 光学 物理 电气工程 计算机图形学(图像) 复合材料 计算机科学 核物理学 工程类
作者
Pilar Espinet‐González,Enrique Barrigón,Gaute Otnes,Giuliano Vescovi,Colin J. Mann,Ryan M. France,Alex J. Welch,Matthew S. Hunt,Don Walker,Michael D. Kelzenberg,Ingvar Åberg,Magnus T. Borgström,Lars Samuelson,Harry A. Atwater
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (11): 12860-12869 被引量:34
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b05213
摘要

Space power systems require photovoltaics that are lightweight, efficient, reliable, and capable of operating for years or decades in space environment. Current solar panels use planar multijunction, III-V based solar cells with very high efficiency, but their specific power (power to weight ratio) is limited by the added mass of radiation shielding (e.g., coverglass) required to protect the cells from the high-energy particle radiation that occurs in space. Here, we demonstrate that III-V nanowire-array solar cells have dramatically superior radiation performance relative to planar solar cell designs and show this for multiple cell geometries and materials, including GaAs and InP. Nanowire cells exhibit damage thresholds ranging from ∼10-40 times higher than planar control solar cells when subjected to irradiation by 100-350 keV protons and 1 MeV electrons. Using Monte Carlo simulations, we show that this improvement is due in part to a reduction in the displacement density within the wires arising from their nanoscale dimensions. Radiation tolerance, combined with the efficient optical absorption and the improving performance of nanowire photovoltaics, indicates that nanowire arrays could provide a pathway to realize high-specific-power, substrate-free, III-V space solar cells with substantially reduced shielding requirements. More broadly, the exceptional reduction in radiation damage suggests that nanowire architectures may be useful in improving the radiation tolerance of other electronic and optoelectronic devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
平常的半烟完成签到,获得积分10
1秒前
苏小猫完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
落后幻枫完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
皮颤完成签到,获得积分10
6秒前
胡子木完成签到,获得积分10
6秒前
Merc0ry发布了新的文献求助10
6秒前
CAYLEE完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
夷则七完成签到,获得积分20
8秒前
伊力扎提完成签到,获得积分10
8秒前
落寞的代桃完成签到,获得积分10
9秒前
充电宝应助丁大采纳,获得10
9秒前
完美访风完成签到,获得积分10
9秒前
shiqian完成签到,获得积分10
11秒前
桦per发布了新的文献求助10
12秒前
yuqinw发布了新的文献求助30
13秒前
懵懂的书本完成签到 ,获得积分10
13秒前
王楠楠发布了新的文献求助10
14秒前
虚幻亦竹完成签到,获得积分10
14秒前
桐桐应助沉静草莓采纳,获得10
14秒前
无心的雪枫完成签到,获得积分10
15秒前
wugang完成签到 ,获得积分10
15秒前
CipherSage应助秀丽的咖啡采纳,获得10
18秒前
龙傲天完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
哪个更好完成签到 ,获得积分10
18秒前
UKU完成签到,获得积分20
19秒前
青稚发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
20秒前
小丸子完成签到,获得积分10
20秒前
JYX发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
下雨了完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
领导范儿应助大雪采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6327056
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8143766
关于积分的说明 17076297
捐赠科研通 5380806
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854532
邀请新用户注册赠送积分活动 1832133
关于科研通互助平台的介绍 1683344