一种太阳电池防护涂层光学透射率的测量方法

摘要

一种太阳电池防护涂层光学透射率的测量方法，其特征是利用测光通量法来获取防护涂层的光学性能。首先对玻璃盖片进行辐照老化，使它的透射率基本不再变化；再通过少量地面粒子辐照标定实验，利用美国海军研究实验室(Naval Research Laboratory，NRL)方法，确定在不同光谱下太阳电池的损伤特征曲线；分析透过防护涂层和玻璃盖片的太阳光引起的三结点太阳电池的响应，并利用地面实验标定的太阳电池的损伤特征曲线，计算由太阳电池退化引起的输出功率等效变化，以便于分离太阳电池退化与涂层退化的耦合作用，从而获得辐射环境中涂层光学透射率变化的评估值。该方法对于航天用光学材料的地面模拟环境原位测试有重要意义。

主权项

一种防护涂层光学透射率的测量方法，其特征在于包括如下几个步骤：(1)用质子和电子对玻璃盖片进行辐照老化，使它的光谱透射率在以后的辐照环境中基本不变；(2)当太阳电池工作温度为25℃，光源辐照度为一个太阳常数(F(λ))时，对于防辐射玻璃盖片与三结太阳电池组成的参考通道进行粒子辐射实验，利用美国海军研究实验室方法标定出太阳电池经受的粒子辐照损伤剂量与其输出功率之间的关系，并用太阳电池损伤特征曲线1表示；(3)当太阳电池工作温度为25℃，使用光谱透射率为τc(λ)的滤镜将光源辐照度调整为F(λ)τc(λ)时，对于防辐射玻璃盖片与三结太阳电池组成的参考通道进行粒子辐射实验，利用美国海军研究实验室方法标定出太阳电池经受的粒子辐照损伤剂量与其输出功率之间的关系，并用太阳电池损伤特征曲线2表示；(4)使用未受粒子辐射的同型号的三结太阳电池和已经过辐射老化的防辐射玻璃盖片组成参考通道，使用未受粒子辐射的同型号的三结太阳电池、已经过辐射老化的防辐射玻璃盖片、待测防护涂层组成测量通道，并对称设置这两个通道，保证进入这两个通道的光通量与粒子辐射量相同；(5)对参考通道和测量通道进行空间辐照实验，确保每次测量时太阳电池工作温度为25℃，测量得到测量通道的输出功率变化为ΔPm＝∫F(λ)Δτc(λ)τg(λ)ΔR(λ)dλ，参考通道的输出功率变化为ΔPr＝∫F(λ)τg(λ)ΔR(λ)dλ，式中，τc(λ)是防护涂层的光谱透射率，τg(λ)是玻璃盖片的光谱透射率，R(λ)是太阳电池的响应率，Δ表示参量的变化；(6)从标定的太阳电池损伤特征曲线1上确定与参考通道功率变化值ΔPr对应的粒子移位损伤剂量Dd；由于涂层对粒子的拦截能力可以忽略不计，此 时两个通道的电池所受损伤相同，因此粒子移位损伤剂量Dd相同；从标定的太阳电池损伤特征曲线2上确定与粒子移位损伤剂量Dd对应的功率变化值，ΔP′m＝∫F(λ)τc(λ)τg(λ)ΔR(λ)dλΔP′m代表测量通道中的仅由太阳电池退化引起的输出功率等效变化；(7)根据全微分的概念，测量通道的输出功率的变化可以等效为涂层退化引起的变化与太阳电池退化引起的变化的和，表示为，ΔPm≈∫Δτc(λ)F(λ)τg(λ)R(λ)dλ+∫τc(λ)F(λ)τg(λ)ΔR(λ)dλ涂层的整体透射率的变化由下面的近似式来评估， ΔT sc = ∫ Δ τ c ( λ ) F ( λ ) τ g ( λ ) R ( λ ) dλ ∫ F ( λ ) τ g ( λ ) R ( λ ) dλ ≈ Δ P m - ∫ F ( λ ) τ c ( λ ) τ g ( λ ) ΔR ( λ ) dλ ∫ F ( λ ) τ g ( λ ) R ( λ ) dλ = ΔP m - ΔP m ′ P r 0 其中，Pr0是参考通道输出功率的初始值。