等式（2-4）中噪聲幅值與τ有關(guān)，但是τ又依賴于溫度從而通過測(cè)試噪聲與溫度的關(guān)系可以確定雜質(zhì)的能級(jí)。從圖2.3的峰值可以確定壽命τ和峰值處的溫度。

假設(shè)，陷阱或是中心的激活能為ΔE，τ隨著溫度的變化滿足如下等式：

圖2.4給出了τT 2隨1/T的變化曲線。從曲線的斜率可以確定出激活能為0.41eV.這可能是由于存在Fe「46」。

1.2 1/f噪聲用于太陽能電池輻射損傷表征

1.2.1太陽能電池的輻射損傷機(jī)理

太陽能電池最早應(yīng)用于空間技術(shù)?，F(xiàn)在的太陽能電池大多作為持續(xù)潔凈的動(dòng)力來源應(yīng)用于衛(wèi)星和太空裝置。太空應(yīng)用及軍用太陽能電池的工作環(huán)境中輻射的影響很大，太陽能電池由于輻射損傷其性能的退化將引起整體系統(tǒng)的可靠性的降低，甚至引起功能性失效。太陽能電池是n+-P型結(jié)構(gòu)的pn結(jié)，其電流成分有兩種成分，一部分是依賴于少子擴(kuò)散機(jī)制的光電流成分，一部分是與少子擴(kuò)散無關(guān)的復(fù)合電流成分，由于太陽能電池的電流都是由于少子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，所以太陽能電池為少子器件。

輻射效應(yīng)在太陽能電池的表面和體內(nèi)產(chǎn)生了大量的復(fù)合中心，使少子壽命和擴(kuò)散長度均降低，從而引起電流中光電流成分的降低，性能明顯發(fā)生退化[49][50]。

另外輻射不僅在太陽能電池基區(qū)中引入少子復(fù)合中心，還引入補(bǔ)償效應(yīng)[51]，使多子濃度發(fā)生變化。多子濃度的變化與入射的輻射離子的種類和能量有關(guān)，這種補(bǔ)償效應(yīng)使得基區(qū)阻值增大[52]，輸出能力降低。

2.2.2太陽能電池輻照實(shí)驗(yàn)在太陽能電池的輻射損傷實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行噪聲參數(shù)的測(cè)試與分析，應(yīng)用噪聲對(duì)空間太陽能電池的質(zhì)量和可靠性做出評(píng)估與預(yù)測(cè)。

圖2.5給出了太陽能電池的輻照實(shí)驗(yàn)的噪聲測(cè)試原理圖，測(cè)試流程：1）電學(xué)測(cè)試：硅太陽能電池的I-V特性采集在0~0.6V之間，步長為0.02V；2）噪聲測(cè)試：在暗條件下進(jìn)行，測(cè)試的電流為恒流，為3mA.測(cè)試過程中注意遮光措施的完善，因?yàn)楣庹諏?duì)電學(xué)參數(shù)和噪聲參數(shù)的測(cè)試都有影響。如果在I-V特性中電流出現(xiàn)了負(fù)值，說明有光入射到太陽能電池的表面，使其發(fā)生了光伏效應(yīng)。光照對(duì)兩種參數(shù)的測(cè)試都有較大的影響，使得測(cè)試誤差增大。

1.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖2.6給出了在600Krad的γ輻射損傷之后，20個(gè)器件的噪聲功率譜密度的變化情況與初始的噪聲功率譜的密度大小有關(guān)。通過線性擬合，可以發(fā)現(xiàn)，20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在擬合直線的兩邊均勻分布，從圖中可以看出初始噪聲值的大小可以用于表征太陽能電池在大劑量輻射損傷之后的損傷情況。

圖2.7給出了太陽能電池在進(jìn)行600Krad的輻射損傷之后，其噪聲功率譜密度的大小與200Krad相對(duì)于10Krad的變化率的線性擬合結(jié)果。從圖中可以發(fā)現(xiàn)在初始輻射損傷之后太陽能電池噪聲的變化率的大小在某種程度上確定了大劑量輻射損傷之后的噪聲功率譜密度的大小。這就說明通過對(duì)小劑量的輻射損傷中的噪聲測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，其退化率的大小對(duì)于之后大劑量輻射損傷情況可以做出評(píng)估，可以進(jìn)一步對(duì)器件進(jìn)行篩選。

空間應(yīng)用的太陽能電池與地面應(yīng)用的太陽能電池相比較在達(dá)到硬度的標(biāo)準(zhǔn)之上還要達(dá)到一定總劑量輻射損傷的要求。通過以上的論述，發(fā)現(xiàn)通過小劑量的輻射損傷之后，噪聲幅值的相對(duì)變化率可以預(yù)測(cè)太陽能電池在空間應(yīng)用情況下的損傷狀況，從而對(duì)太陽能電池進(jìn)行評(píng)價(jià)和篩選，提高太陽能電池在空間使用環(huán)境下的可靠性，達(dá)到所要求的服役年限。