研究目的
为了定量表征和评估大规模微粒撞击在太阳能电池中诱导的残余应力，以优化结构设计并提高其可靠性。
研究成果
基于拉曼光谱开发的残余应力分析方法定量表明，微粒冲击会在光伏电池中诱发高达数百兆帕的显著残余应力，从而降低其性能。研究观察到多种损伤模式，为理解损伤机制提供了见解，并为改进光伏电池设计和防护指明了方向。
研究不足
该研究聚焦于大尺寸微粒的影响，可能无法完全代表光伏电池面临的所有环境应力。微拉曼光谱的穿透深度有限，研究建议将其与同步辐射微X射线衍射结合以获取全场应力分布。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于背向散射拉曼光谱的新方法，分析激光驱动微粒撞击后光伏电池中的残余应力。利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）研究损伤行为。
2：样本选择与数据来源：
使用以锗为衬底的三结薄膜GaInP/GaInAs/Ge光伏电池。撞击实验通过模拟尘埃的微粒来模拟环境影响。
3：实验设备与材料清单：
Q开关高功率Nd:YAG脉冲激光器、Renishaw inVia plus拉曼显微镜系统及用于性能测试的标准光源。
4：实验流程与操作步骤：
进行激光驱动微粒撞击实验，随后通过拉曼光谱测量及光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）进行损伤表征。
5：数据分析方法：
利用声子形变势和格临艾森常数将拉曼峰位偏移转换为局部应变和应力。
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Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Used for measuring the electrical outputs of the PV cells.
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Nd:YAG pulsed laser
Used for laser-driven micro-particles impact experiments.
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Renishaw inVia plus Raman microscope system
inVia plus
Renishaw
Used for measuring the Raman spectra of the PV cells.
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Ivtest Station 4000AAA solar simulator
4000AAA
CrownTech
Used for illumination during light-electricity conversion performance tests.
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