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A macroscopic derivation of Onsager's relations
M. WOLF and G. J. BRUCKER, Institute for Direct Energy Conversion, Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania.
University of
Recent developments in radiation hardening silicon solar cells: Energy Conversion 11, 75-90 (1971). Zusannnenfassnng--in jtingster Vergangenheit haben zwei Punkte bei der Hartung von Silk&m-Solarzellen gegen die strahlende Umgebung wiihrend der Dauer ihrer Mission besondem Beachtung gefunden. Die erste Massnahme ist die Einfilhrung von Lithium als Verunreinigung in die Si-Solatzelle. Diese Verunreinigung bewirkt eine teilweise Erholung der Solatzelle~von Strahlungsschlden. Der zweite Punkt betrifft das Verhalten der SC Solarzellen auf einer Judter-Vorbeifluasmission. WZihrend einer solchen Mission wtirde die Solarzellen-Anlage der Sonnenfackelstrahlung, den Einfltissen des Mikrometeoritengiirtels und schliesslich den Strahlungsgtirteln des Jupiter ausgesetzt. Besonders w&end der letzten Phase der Mission arbeiten die Zellen bei niedriger Temperatur (um 140°K) und geringen Sonnenstrahlungsleistungen (urn 6 mW/cm-a). Die Charakteristik von Sonnenzellen nach der Bestrahlung unter solchen Betriebsbedingungen ist vorher noch nicht erforscht worden. Es ist festgestellt worden, dass Li sich ziemlich frei im Si bewegen kann, und dass es mit Strahhmgsschaden-Zentren derart wechselwirkt, dass es ihre die Charakteristik degradierenden Einthlsse neutralisiert. Da Li eine n-Typus-Verunreinigung ist, und da seine Gegenwart beniitigt wird in der Basisgegend der Solarzelle, musste die ‘p auf n’-Anordnung ftir diese Zellen benutzt werden. Flir Versuchszwecke wurden erhebliche Mengen von Li-haltigen Solarzellen hergestellt worden mit Anfangswirkungsgraden gleich oder besser als diejenigen von Standardproduktionen von ‘n auf p’-Solarzellen mit 10 n cm. Noch eindrucksvoller ist der Vorteil der Li-haltigen Zellen unter Bombardement mit schweren Teilchen. Nach Erholung von 17 MeV-Protonen oder von energiereichen Neutron-Bestrahlungen, erreichen die Li-Zellen die Ausgangsleistungen von Standard-‘n auf p’-Zellen, die eine 30 mal geringere Strahlungsdosis empfangen hatten. Li-halt& Zellen kiinnen Degradation aufweisen, sowohl vor Bestrahlung wie nach Erholung. Als Heilmittel hiergegen hat man an die gleichzeitige Einfiihrung von Sauerstoff gedacht. Die sauerstoffreichen Zellen erholen sich vie1 langsamer von Strahlungsschlden als sauerstoffarme: iiber mehrere Monate anstatt Tage. Indessen wurde jetzt gefunden, dass ‘sauerstoff-magere’ Zellen nach einem anf&nglichen Erholungs-Uberschuss stabil werden, wenn sie nach geeigneten Methoden fabriziert werden. Interessante Befunde sind gemacht tiber das Verhalten von Solarzellen in TieftemperaturUmgebung. Der Wirkungsgrad ist ungefiihr 50 prozent hiiher, und die anfangliche Rate von Defekten infolge Partikelstrahhmg ist geringer als bei Raumtemperatur. Trotzdem ist gefunden worden, dass der Strahhmgsschaden begtinstigt wird sowohl durch eine Verschiebung in der Absorptionskurve des Halbleiters wie im Fermi-Niveau. Die niedrige Sonnenintensitat nahe dem Jupiter befordert letzteren Effekt noch weiter. Andererseits, wahrend Li bei niedrigen Temperaturen wirkungslos ist, hat man festgestellt, dass die ‘p auf n’Struktur weniger Strahlungsschaden erleidet als die ‘n auf p’-Anordnung. Schliesslich kann durchBenutzung Li-haltiger Zellen der SchadendurchSonnenfackelstrahlung-wieursprtinglich w&end des ersten Teils der Mission beobachtet-durch Tempem eliminiert werden, da sich diese Zellen noch bei hohen Temperaturen befinden, wo Li wirksam ist.
R. B. EVANS, School of Mechanical Atlanta, Georgia 30332.
Engineering,
Georgia
Institute
of Technology,
A macroscopic derivation of Onsager’s relations: Energy Conversion 11,91-100 (1971). Znsarmnenlbssnng-Tribus hat 1961 vorgeschlagen, dass die gewiihnliche Kopplung von Diffusions-Fltissen das diiekt Resultat gewisser thermostatischer Analoge sein kiinnte. Hier wird nachgewiesen, dass der Vorschlag von Tribus zu einem makroskopischen Theorem ftlr nicht-oszillatorische Prozesse flihrt. Die Onsager-Beziehungen flir solche Prozesse in isotropen Medien ergeben sich als Folges&tze.
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vlu
University of
Recent developments in radiation hardening silicon solar cells: Energy Conversion 11, 75-90 (1971). Zusannnenfassnng--in jtingster Vergangenheit haben zwei Punkte bei der Hartung von Silk&m-Solarzellen gegen die strahlende Umgebung wiihrend der Dauer ihrer Mission besondem Beachtung gefunden. Die erste Massnahme ist die Einfilhrung von Lithium als Verunreinigung in die Si-Solatzelle. Diese Verunreinigung bewirkt eine teilweise Erholung der Solatzelle~von Strahlungsschlden. Der zweite Punkt betrifft das Verhalten der SC Solarzellen auf einer Judter-Vorbeifluasmission. WZihrend einer solchen Mission wtirde die Solarzellen-Anlage der Sonnenfackelstrahlung, den Einfltissen des Mikrometeoritengiirtels und schliesslich den Strahlungsgtirteln des Jupiter ausgesetzt. Besonders w&end der letzten Phase der Mission arbeiten die Zellen bei niedriger Temperatur (um 140°K) und geringen Sonnenstrahlungsleistungen (urn 6 mW/cm-a). Die Charakteristik von Sonnenzellen nach der Bestrahlung unter solchen Betriebsbedingungen ist vorher noch nicht erforscht worden. Es ist festgestellt worden, dass Li sich ziemlich frei im Si bewegen kann, und dass es mit Strahhmgsschaden-Zentren derart wechselwirkt, dass es ihre die Charakteristik degradierenden Einthlsse neutralisiert. Da Li eine n-Typus-Verunreinigung ist, und da seine Gegenwart beniitigt wird in der Basisgegend der Solarzelle, musste die ‘p auf n’-Anordnung ftir diese Zellen benutzt werden. Flir Versuchszwecke wurden erhebliche Mengen von Li-haltigen Solarzellen hergestellt worden mit Anfangswirkungsgraden gleich oder besser als diejenigen von Standardproduktionen von ‘n auf p’-Solarzellen mit 10 n cm. Noch eindrucksvoller ist der Vorteil der Li-haltigen Zellen unter Bombardement mit schweren Teilchen. Nach Erholung von 17 MeV-Protonen oder von energiereichen Neutron-Bestrahlungen, erreichen die Li-Zellen die Ausgangsleistungen von Standard-‘n auf p’-Zellen, die eine 30 mal geringere Strahlungsdosis empfangen hatten. Li-halt& Zellen kiinnen Degradation aufweisen, sowohl vor Bestrahlung wie nach Erholung. Als Heilmittel hiergegen hat man an die gleichzeitige Einfiihrung von Sauerstoff gedacht. Die sauerstoffreichen Zellen erholen sich vie1 langsamer von Strahlungsschlden als sauerstoffarme: iiber mehrere Monate anstatt Tage. Indessen wurde jetzt gefunden, dass ‘sauerstoff-magere’ Zellen nach einem anf&nglichen Erholungs-Uberschuss stabil werden, wenn sie nach geeigneten Methoden fabriziert werden. Interessante Befunde sind gemacht tiber das Verhalten von Solarzellen in TieftemperaturUmgebung. Der Wirkungsgrad ist ungefiihr 50 prozent hiiher, und die anfangliche Rate von Defekten infolge Partikelstrahhmg ist geringer als bei Raumtemperatur. Trotzdem ist gefunden worden, dass der Strahhmgsschaden begtinstigt wird sowohl durch eine Verschiebung in der Absorptionskurve des Halbleiters wie im Fermi-Niveau. Die niedrige Sonnenintensitat nahe dem Jupiter befordert letzteren Effekt noch weiter. Andererseits, wahrend Li bei niedrigen Temperaturen wirkungslos ist, hat man festgestellt, dass die ‘p auf n’Struktur weniger Strahlungsschaden erleidet als die ‘n auf p’-Anordnung. Schliesslich kann durchBenutzung Li-haltiger Zellen der SchadendurchSonnenfackelstrahlung-wieursprtinglich w&end des ersten Teils der Mission beobachtet-durch Tempem eliminiert werden, da sich diese Zellen noch bei hohen Temperaturen befinden, wo Li wirksam ist.
R. B. EVANS, School of Mechanical Atlanta, Georgia 30332.
Engineering,
Georgia
Institute
of Technology,
A macroscopic derivation of Onsager’s relations: Energy Conversion 11,91-100 (1971). Znsarmnenlbssnng-Tribus hat 1961 vorgeschlagen, dass die gewiihnliche Kopplung von Diffusions-Fltissen das diiekt Resultat gewisser thermostatischer Analoge sein kiinnte. Hier wird nachgewiesen, dass der Vorschlag von Tribus zu einem makroskopischen Theorem ftlr nicht-oszillatorische Prozesse flihrt. Die Onsager-Beziehungen flir solche Prozesse in isotropen Medien ergeben sich als Folges&tze.
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