1.1依据g-r噪声的太阳能电池资料深能级杂质检测
1.1.1 g-r噪声的产生机制与模型
在半导体资料或者是器材中，存在着能够发射或抓获载流子的各种杂质中心。依据它们在禁带中能级方位的不同，别离起着受主中心、施主中心、圈套中心或产生-复合中心的效果。这些杂质中心对载流子的发射和抓获是一种随机事情，因而占有其能级的载流子数目随机涨落，一起引起导带电子或价带空穴的随机改变。
由此而产生的噪声称为产生-复合噪声，简称g-r噪声。当杂质能级低于费米能级若干kT时，该能级总是满的；当杂质能级高于费米能级若干kT时，该能级总是空的。所以，只要能量在费米能级邻近几个kT范围内的杂质中心才对g-r噪声有显着奉献。浅施主能级或者是浅受主能级别离接近导带底和价带顶，在一般的温度和偏置范围内，距费米能级较远，对g-r噪声的奉献甚微。因而，g-r噪声首要来历于禁带中部邻近的深能级产生-复合中心和圈套中心[47]。Hsu指出[48] p-n结的空间电荷区存在着由一个电荷操控的缺点树立的势垒，这个势垒引起的双稳态的动摇引起了g-r噪声。缺点区的势垒要比二极管的无缺点区低许多，因而，缺点区的电流要比无缺点部分大许多。
其间I是经过p-n结的直流电流，qΔV是有用势垒动摇的数值，ΔAA为有用面积的相对改变，n为I-V特性曲线的抱负因子。
树立g-r噪声的模型需求界说两个时刻常数+τ和
τ，+τ为g-r中心为空情况（没有电子占有）的时刻，即抓获时刻常数，
τ为g-r中心被电子占有的时刻，即发射时刻常数。在时刻+τ内经过缺点的电流为最大值，而在
τ时刻内经过缺点的电流为最小值。
1.1.2运用g-r噪声的太阳能电池深能级杂质剖析
噪声作为半导体器材质量操控和可靠性点评的东西，已得到广阔研讨者共同承受和广泛运用。测验由于器材内部的潜在缺点引起的噪声对器材质量进行研讨的办法已经有好久的前史了。当Z.Chobola研讨单晶硅电池时[46]，有20%的器材呈现了g-r噪声。g-r噪声的呈现阐明在p-n结空间电荷区存在位错，而且这些位错中存在的金属杂质增强了噪声。从以上的阐明能够看出g-r噪声的存在能够作为器材可靠性点评的东西。经过对太阳能电池正向噪声的测验能够发现，g-r噪声功率谱密度随正向偏压的改变与1/f噪声的不同[46]，见图2.1.
图2.1给出了文献中进行试验的204和206两个样品的电压噪声功率谱密度随正向偏置电压改变的曲线。在正向偏压为0.2V时，样品206的噪声功率谱密度要比204高一个量级，到达了5*10 -15 V 2 s.在功率匹配的条件下得到了最大噪声功率谱密度。样品206在电压0.3V到0.5V时呈现了g-r噪声。图2.2给出了在偏压为0.42V时样品呈现的g-r噪声的时域图画[46]。从图中能够看出噪声为双稳态脉冲噪声，时刻常数别离为0.01s和0.2s.
当太阳能电池中呈现g-r噪声时，阐明太阳能电池内部存在深能级杂质，经过测验噪声功率谱密度随温度的改变联系，能够确认太阳能电池中深能级杂质的能级巨细。
图2.3给出了样品206电压功率谱密度在280K到420K的温度范围内随温度的改变，呈现了3个中心频率，100Hz、1K和10KHz.噪声电压是在100Ω的电阻上丈量得到的[46]。电流常数为7mA.曲线中呈现了一个尖峰，跟着频率的下降移向低温区。峰值频率和温度为：100Hz/295K，1KHz/340K和10KHz/385K.
等式（2-4）中噪声幅值与τ有关，可是τ又依赖于温度然后经过测验噪声与温度的联系能够确认杂质的能级。从图2.3的峰值能够确认寿数τ和峰值处的温度。
假定，圈套或是中心的激活能为ΔE，τ跟着温度的改变满意如下等式：
图2.4给出了τT 2随1/T的改变曲线。从曲线的斜率能够确认出激活能为0.41eV.这可能是由于存在Fe「46」。
1.2 1/f噪声用于太阳能电池辐射损害表征
1.2.1太阳能电池的辐射损害机理
太阳能电池最早运用于空间技术。现在的太阳能电池大多作为继续洁净的动力来历运用于卫星和太空设备。太空运用及军用太阳能电池的工作环境中辐射的影响很大，太阳能电池由于辐射损害其功能的退化将引起全体体系的可靠性的下降，乃至引起功能性失效。太阳能电池是n+-P型结构的pn结，其电流成分有两种成分，一部分是依赖于少子分散机制的光电流成分，一部分是与少子分散无关的复合电流成分，由于太阳能电池的电流都是由于少子的运动产生的，所以太阳能电池为少子器材。
辐射效应在太阳能电池的外表和体内产生了很多的复合中心，使少子寿数和分散长度均下降，然后引起电流中光电流成分的下降，功能显着产生退化[49][50]。
别的辐射不仅在太阳能电池基区中引进少子复合中心，还引进补偿效应[51]，使多子浓度产生改变。多子浓度的改变与入射的辐射离子的品种和能量有关，这种补偿效应使得基区阻值增大[52]，输出才能下降。
2.2.2太阳能电池辐照试验在太阳能电池的辐射损害试验中进行噪声参数的测验与剖析，运用噪声对空间太阳能电池的质量和可靠性做出点评与猜测。
图2.5给出了太阳能电池的辐照试验的噪声测验原理图，测验流程：1）电学测验：硅太阳能电池的I-V特性收集在0~0.6V之间，步长为0.02V；2）噪声测验：在暗条件下进行，测验的电流为恒流，为3mA.测验过程中留意遮光办法的完善，由于光照对电学参数和噪声参数的测验都有影响。如果在I-V特性中电流呈现了负值，阐明有光入射到太阳能电池的外表，使其产生了光伏效应。光照对两种参数的测验都有较大的影响，使得测验差错增大。
1.2.3试验成果剖析
图2.6给出了在600Krad的γ辐射损害之后，20个器材的噪声功率谱密度的改变情况与初始的噪声功率谱的密度巨细有关。经过线性拟合，能够发现，20个数据点在拟合直线的两头均匀分布，从图中能够看出初始噪声值的巨细能够用于表征太阳能电池在大剂量辐射损害之后的损害情况。
图2.7给出了太阳能电池在进行600Krad的辐射损害之后，其噪声功率谱密度的巨细与200Krad相关于10Krad的改变率的线性拟合成果。从图中能够发现在初始辐射损害之后太阳能电池噪声的改变率的巨细在某种程度上确认了大剂量辐射损害之后的噪声功率谱密度的巨细。这就阐明经过对小剂量的辐射损害中的噪声测验成果进行剖析，其退化率的巨细关于之后大剂量辐射损害情况能够做出点评，能够进一步对器材进行挑选。
空间运用的太阳能电池与地上运用的太阳能电池相比较在到达硬度的规范之上还要到达必定总剂量辐射损害的要求。经过以上的论说，发现经过小剂量的辐射损害之后，噪声幅值的相对改变率能够猜测太阳能电池在空间运用情况下的损害情况，然后对太阳能电池进行点评和挑选，进步太阳能电池在空间运用环境下的可靠性，到达所要求的执役年限。
