文献综述（或调研报告）：
空间太阳能电池，其稳定性和性能主要受到宇宙空间中各种高能粒子的干扰。地球轨道天然空间辐射粒子包括地磁场俘获辐射粒子（主要是电子、质子以及少量重离子）和宇宙射线[1]。宇宙射线当中的银河宇宙射线主要有质子、氦离子和高能重离子组成。当太阳能电池接触到这些带电粒子时，带电粒子可以通过电离过程使得一些束缚粒子从价带激发到导带，产生大量的电子—空穴对，形成致密电离迹径。这些带电粒子辐射产生的电子—空穴对会对太阳能电池的性能产生影响，严重时甚至使太阳能电池失灵或烧毁。当高能重离子穿过半导体存储器的灵敏区域时，它在单位距离上产生很高的电离密度，有可能产生足够的电荷使存储态翻转，导致存储信息的错误，这类错误可以选择合适的方法进行改正，但仍是潜在的威胁。但当出现单粒子烧毁和单粒子锁毁等时，除非电路电源有限，它们会导致器件物理上的永久损坏。除此之外入射粒子与太阳能电池中的原子核发生碰撞时，将一部分能量交给晶格原子，当这部分能量超过位移能时，将导致晶格原子离开正常的晶格位置成为间隙原子，并在原来的晶格位置留下一个空位，形成相应的缺陷。而入射粒子与晶格原子发生碰撞产生的高能初始反冲原子在晶体内运动，发生级联式碰撞，从而产生更多的缺陷。而这些缺陷又会产生深能级俘获陷阱和浅能级俘获陷阱，分别与少数载流子和多数载流子复合，降低多数载流子浓度与少数载流子寿命。这些都会损伤太阳能电池的寿命，降低其稳定性，影响太阳能电池的使用。
钙钛矿电池作为一种备受青睐的太阳能电池，在近些年迅速发展。2009年，日本桐荫横滨大学宫坂力教授率先将碘化铅甲胺和溴化铅甲胺应用于染料敏化太阳能电池，获得了最高3.8％的光电转换效率，这一研究被认为是钙钛矿太阳能电池研究的起点[2]。在这之后，2012年，Michael Griitzel领导的韩国成均馆大学与洛桑理工学院实验室将一种空穴导体材料引入到钙钛矿太阳能电池中， 使得电池效率提高到约10％。2014年8月，加州大学科研团队通过改进钙钛矿结构层，选择更适合传输电荷的材料，将电池的转换效率提高到19.3%[3]。2017年，韩国KRIC的Seok小组在Newport认证的小面积钙钛矿太阳能电池效率为 22.7%，2018年，瑞士EPFL又一次刷新 这个记录，得到了23.3%的钙钛矿太阳能电池认证效率[4]。目前，NREL最新认证效率为23.7%。在研究钙钛矿太阳能电池的制作中，研究人员发现可以采取合适的溶剂来抑制电荷俘获，降低钙钛矿GB的活性和扩散性，以提高钙钛矿的功率转换效率（PCE）[5]。相较于传统太阳能电池，钙钛矿太阳能电池发展迅猛，成为当下研究热点。
之前关于太阳能电池的质子和电子辐照的研究，绝大部分集中于硅、砷化镓和磷化铟镓等材料上。在研究后，我们了解了大部分关于硅、砷化镓和磷化铟镓在质子与电子辐照下产生的缺陷的机理，以及缺陷相应的性质和属性，并且可以正确预测在给定的辐照下引起的硅和砷化镓电池的衰减，但这几种材料受到辐照的影响较大，其应用受到较大限制[6]。其中，在对硅材料的深入研究中，我们现已基本明白了对于多晶硅缺陷的产生机理和作用机理，主要由于其结构内的自有缺陷和电子辐照下新产生的缺陷导致电池性能的下降[7]。
研究人员也对其他材料进行研究，以获得抗辐照性能更好的太阳能电池。InGaN属于Ⅲ-Ⅴ族半导体合金，其制作的太阳能电池主要应用于外层空间，对材料的辐射性质进行研究后发现，InGa在高能粒子辐照后，各项性能退化不明显，能有效抵御高能粒子的辐照 [8]。在对In0.3Ga0.7As太阳能电池进行研究后发现，在1MeV电子辐照下会对该材料造成均匀损伤，当满足一定条件时，例如减薄其厚度或是带有特定的背反结构会使其光电转换效率提高，具有良好的研究前景[9]。通过电子和质子辐照对Cu2ZnSnS4影响，我们发现，当电子辐照影响值或质子辐照影响值小于一定值时，太阳能电池的性能得到改善，当大于这个值时，效率会下降，这有助于我们在特定条件下有效地利用该材料[10]。在对铜铟镓硒太阳能电池进行电子和质子辐照后发现，高能电子辐照造成铜铟镓硒太阳能电池均匀损伤，各项性能均有不同幅度的下降：低能质子辐照铜铟镓硒太阳能电池造成非均匀损伤，但这些辐照都使电池内部有效工作区的晶格完整度受损，最终导致电池电性能衰退[11-12]。还进行了关于lt;200keV质子辐照的GaInP/GaAs/Ge三结太阳能电池的衰减效应的深入研究，结果表明随着质子注量的增加，太阳能电池各项性能明显降低。并且在这个范围的深入研究，我们了解了在不同质子能量辐照下对太阳能电池不同位置的损伤情况及损伤程度[13]。在另一项研究中，通过简单的一锅法制备了具有改善载流子密度和导电性的掺杂Nb的二氧化钛，并成功地将其应用于平面PSC的高质量致密层，与原始的二氧化钛相比，掺杂Nb促进了光伏性能的显著进步[14]。
近期，国内朱瑞、龚旗煌等人率先开展了混合阳离子型钙钛矿太阳能电池辐照研究，通过将钙钛矿太阳能电池负载在高空气球上，研究器件在距地面35km的临近空间极端环境下的稳定性情况，最终获得AMO辐照下，器件维持其初始效率95%以上的稳定性数据[15]。但目前距离钙钛矿太阳能电池大规模应用仍有一段距离，仍然需要进一步研究电子辐照对钙钛矿太阳能电池的影响。
参考文献：
[1]王同权, 沈永平, 王尚武. 空间辐射环境中的辐射效应[J]. 国防科技大学学报, 1999, 21(4): 36-39.
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