Anomalous photocurrent response of hybrid TiO2:P3HT solar cells under different incident light wavelengths

Ordered mesoporous titania present optimum optical and electronic characteristics for solar cells applications. Hybrid solar cells that combine a dye polymer and porous titania is being studied as an inexpensive alternative to solid state photoconversion devices and the role of the inorganic/organic interface is relevant to understanding the efficiency parameters. Many reports have described UV enhancement and light soaking effects for solid state hybrid cells containing titania. In this work, we study devices fabricated by incorporating P3HT into the ordered pores of a sol-gel synthesized nanocrystalline titania. We observe that the spectral response is modified upon illumination at different wavelengths. When irradiated with UV light (below 370 nm), the spectral response is drastically enhanced but when shined with visible light, the external quantum efficiency is reduced. Both effects are reversible such that several enhancement/degradation cycles can be performed. The detrimental visible light effect takes longer than the UV enhancement, which suggests a polymer mediated mechanism. Upon AM 1.5 illumination, both opposing effects are present and results in a Jsc that is sensitive to the measuring time and the test irradiation spectrum.Fil: Koffman Frischknecht, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; ArgentinaFil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Pla, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Perez, Maria Dolores. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Optical method for measuring proton projected range in GaAs

The knowledge of the consequences of charged particles interaction with semiconductor materials is of paramount interest to study the performance of devices for space applications. Particularly, GaAs is one of the most used for device development. Here, we present a novel method to measure the projected range of energetic protons impinging crystalline GaAs based on µRaman spectroscopy. To validate the method, different proton energies were obtained using appropriate Al foils, an approach which has been properly justified. Finally, the spatial variation of different parameters obtained from Raman spectra is compared with SRIM (Stopping and Range of Ions in Matter) simulations, showing a remarkable agreement of the theoretical and experimental ranges.Fil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Di Liscia, Emiliano Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; ArgentinaFil: Reinoso, Maria Elba. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area Invest y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (cac). Grupo Superficies; ArgentinaFil: Strittmatter, A.. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Alurralde, M.. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Plá, Juan Francisco Esteban. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Giudici, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentin

Investigation of proton damage in III-V semiconductors by optical spectroscopy

We studied the damage produced by 2 MeV proton radiation on epitaxially grown InGaP/GaAs structure by means of spatially resolved Raman and photoluminescence (PL) spectroscopy. The irradiation was performed parallel to the sample surface in order to determine the proton penetration range in both compounds. An increase in the intensity of longitudinal optical phonons and a decrease in the luminescence were observed. We associate these changes with the creation of defects in the damaged region, also responsible for the observed change of the carrier concentration in the GaAs layer, determined by the shift of the phonon-plasmon coupled mode frequency. From the spatially resolved profile of the PL and phonon intensities, we obtained the proton range in both materials and we compared them with stopping and range of ions in matter simulations. The comparison between the experimentally obtained proton range and simulations shows a very good agreement for GaAs but a discrepancy of 20% for InGaP. This discrepancy can be explained in terms of limitations of the model to simulate the electronic orbitals and bonding structure of the simulated compound. In order to overcome this limitation, we propose an increase in 40% in the electronic stopping power for InGaP.Fil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sevak Khachadorian. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Suarez, Sergio Gabriel. Comisión Nacional de Energí­a Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Balseiro). División Colisiones Atómicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Reinoso, Maria Elba. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Goñi, A. R.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Instituto de Ciencia de los Materiales de Barcelona; EspañaFil: Strittmatter, A.. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Hoffmann, A.. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Giudici, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentin

E.D.R.A., the Argentine facility to simulate radiation damage in space

E.D.R.A. (Ensayos de Daño por Radiación y Ambiente/Test of Radiation and Environmental Damage) is a system composed of a beam line and a vacuum chamber installed at Tandar (a 20 MV Van de Graaff tandem accelerator). It has been designed to analyze devices' behaviour under simulated space conditions. The facility features: large irradiation area with uniform beam current, controlled target temperature in a range from LN2 to 300 °C, good target connectivity by multiple BNC and DB25 feedthrough connectors for in situ measurements and control during sample irradiations, and capability of irradiation under very low fluxes. Using this last feature, it is possible to measure space solar cells under proton irradiation to study Total Non Ionizing Dose (TNID), or semiconductor devices under operation to assess their response to Total Ionizing Dose (TID) or Single Event Phenomena (SEP) effects. Multiple sample studies are easily made by using remotely controlled rotary target holders, and a solar simulator illumination source is also available at the facility. The beam current and its uniformity can be assessed and monitored by a system of multiple, electron suppressed, Faraday cups. For SEP measurements, PIN diodes particle detectors are used.Fil: Ibarra, M. L.. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Garcia, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Dato, Agustín Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Prario, Igor Sebastian. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Filevich, Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Barrera, Marcela Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Alurralde, M.. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto Sabato; Argentin

Experimental re-evaluation of proton penetration ranges in GaAs and InGaP

Multijunction solar cells based on InGaP and GaAs materials are currently the state of the art for space applications due to their high eciencies. However, the space is a hazardous environment with di↵erent energetic particles that degrade the solar cell eciency, hence decreasing the satellite lifetime. To gain insight in the behaviour of the solar cells under particle bombardment, we study the e↵ect of radiation on InGaP and GaAs layers, constituent materials of III-V solar cells. By means of Photoluminescence and Raman spectroscopy we investigate changes of the optical parameters in the irradiated region, and compare the results with simulations obtained with the code Stopping and Ranges of Ions in Matter. The proton ranges obtained from experiments di↵er considerably from the predicted by the simulations in the case of InGaP. We demonstrate that this discrepancy increases monotonously with proton energy. We discuss the possible origin of the di↵erences in terms of electronic orbitals and bonding structure of the simulated compound, and the implications in the design of solar cells for space applications.Fil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; ArgentinaFil: Di Napoli, Solange Mariel. Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; ArgentinaFil: Di Liscia, Emiliano Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; ArgentinaFil: Suárez, Sergio Ariel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; ArgentinaFil: Alurralde, Martín Alejo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; ArgentinaFil: Strittmatter, Andre. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Pla, Juan Carlos. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia.; ArgentinaFil: Giudici, Paula. Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia.; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia Física (CAC). Grupo Energía Solar; Argentin

10 MeV proton irradiation effects on GaInP/GaAs/Ge concentrator solar cells and their component subcells

In this paper, the experimental results of a 10 MeV proton irradiation on concentrator GaInP/GaAs/Ge lattice-matched triple-junction solar cells and their corresponding subcells are examined. Electro-optical characterization such as external quantum efficiency, light and dark I-V measurements, is performed together with theoretical device modeling in order to guide the analysis of the degradation behavior. The GaInP (on Ge) and Ge cell showed a power loss between beginning of life and end of life of about 4% while the GaInP/GaAs/Ge and GaAs solar cells exhibited the highest damage measured of 12% and 10%, respectively for an irradiation fluence equivalent to an 8-years satellite mission in Low Earth Orbit. The results from single-junction solar cells correlate well with those of triple-junction solar cells. The performance of concentrator solar cells structures is similar to that of traditional space-targeted designs reported in literature suggesting that no special changes may be required to use triple junction concentrator solar cells in space.Fil: Ochoa, M.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Yaccuzzi, Exequiel Eliseo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Espinet González, P.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Barrera, Marcela Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Barrigón, E.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Ibarra, María Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Contreras, Yedileth. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Garcia, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: López, E.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Alurralde, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Algora, C.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Godfrin, E.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Rey Stolle, I.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Plá, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; Argentin