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GaAs太阳能电池具有抗辐射、耐高温、效率高等优点，被视为21世纪卫星航天器的主电源，目前在空间电源领域中的应用比例已超过90％。太阳能电池性能的优劣直接影响到航天器的工作寿命，因而在空间光电对抗中极易成为激光武器的打击对象。飞秒激光瞬间功率高，能快速传输大量能量，作为激光打击武器具有明显优势。本文以GaAs/Ge太阳能电池为对象，研究飞秒激光辐照对其损伤效应，从而为激光武器选型、激光参数设定以及空间防护提供参考。 本文通过对GaAs/Ge太阳能电池进行飞秒激光辐照实验，研究了聚焦和离焦状态下，激光参数（激光能量、扫描速度）对太阳能电池损伤效应的影响。通过对损伤形貌、伏安特性(I-V)、减反射率、光谱响应等特性的表征，探索了飞秒激光辐照对GaAs/Ge太阳能电池表面形貌及电性能的损伤规律及成因，取得了如下主要成果: (1)飞秒激光辐照对GaAs/Ge太阳能电池表面形貌的损伤。电池表层减反射膜TiO2/SiO2的实验损伤阈值为0.35J/cm2，与理论阈值0.39J/cm2有10％的相对误差。当激光能量密度小于0.53J/cm2时，损伤深度在电池减反射膜厚度以内;反之，损伤深度就会到达电池P-N结。当飞秒激光能量密度大于损伤阈值时，无论激光是否离焦，电池表面损伤程度随激光能量的增大而增大，随扫描速度的增大而减小。 (2)飞秒激光辐照对GaAs/Ge太阳能电池电性能的损伤。在激光聚焦辐照且辐照光斑相切时，随着激光能量的增加，电性能的衰减幅度先增大后减小。当激光能量约3μJ（能量密度0.8J/cm2）时，光电转化率(η)下降75％左右。此后，增加激光能量或减小扫描速度，η下降缓慢，当激光能量为4.5μJ时，η下降80％左右。相较于聚焦状态，激光离焦辐照需要更大的能量才能对太阳能电池造成相近的损伤。当离焦量为1mm、激光能量8.5μJ、扫描速度22mm/s时，η下降80％，而当扫描速度增加到95mm/s时，η下降50％。 (3)飞秒激光辐照对GaAs/Ge太阳能电池电性能的损伤成因。在激光聚焦辐照且辐照光斑相切的情况下，当激光能量密度为0.26J/cm2（能量1μJ）时，激光辐照引起了光谱响应的衰退，电池转换效率（η）降低了15％，其本质原因是激光辐照在电池界面产生了缺陷，使少数载流子发生了复合;当能量密度在0.35J/cm2～0.53J/cm2之间时，电池性能衰退主要由减反射膜气化导致;当能量密度大于0.53J/cm2时，光谱响应的衰退和减反射膜的损伤一起导致光伏特性衰退，此时光谱响应的衰退主要由p-GaAs区及电池表面引入的各种缺陷导致，这些缺陷直接影响光生载流子的扩散与产生，并且增加光生载流子的表面复合率。 (4)飞秒激光能量与减反射膜气化厚度的数值关系。理论计算表明:当飞秒激光能量为2μJ时，电池减反射层的理论气化厚度为10.2nm，而实际损伤深度为150nm。产生的计算误差可能是由于激光光斑为高斯分布以及其它物性参数误差等因素导致。