Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

10.2.2 Thermal Environment
There is a considerable range of temperatures and intensities that may be encountered
for the space use of photovoltaics. The temperature of a solar cell in space is largely
determined by the intensity and duration of its illumination [32]. In a typical LEO, such
as the orbit of the ISS, the operating temperature of the silicon solar cells is 55
◦
C when

---

THE CHALLENGE FOR SPACE SOLAR CELLS
421
Moon
Deep space
Fluence (
×
E12 e/cm
2
)
Orbit
10
6
10
5
10
4
1000
100
10
1
500 km
28.5
°
700 km
100
°
3241 km
100
°
GEO
0
°
Figure 10.3
Equivalent 1-MeV electron fluence for a silicon solar cell in a variety of orbits
(altitude in kilometer) and inclinations (
◦
)
0
5000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
Altitude
[km]
0
5
10
15
20
25
30
35
Power
[mW/cm
2
]
GaAs
Dual junc
CuInSe2
InP
Silicon
Figure 10.4
Solar cell power density as a function of altitude after 10 years in a 60
◦
orbit with a cover glass thickness of 300
µ
m (GaAs: BOL 24.4 (mW/cm
2
) [27]; Dual
Junc – GaInP/GaAs/Ge [28]: BOL 29.3 (mW/cm
2
); CuInSe2: BOL 14.4 (mW/cm
2
) [29]; InP:
BOL 19.7 (mW/cm
2
) [30]; Si: BOL 17.5 (mW/cm
2
) [31]). (Graph courtesy of Tom Morton, Ohio
Aerospace Institute)
sun tracking and
−
80
◦
C when in the longest eclipse. The average illuminated temperature
at the orbit of Jupiter is
−
125
◦
C, whereas at the average orbit of Mercury the temperature
is 140
◦
C. Similarly, the average intensity at the orbit of Jupiter is only 3% of the solar
intensity at the Earth’s radius, whereas the average intensity at Mercury is nearly double

---

422
SPACE SOLAR CELLS AND ARRAYS
0
5
10
15
20
25
30
35
Power 
[mW/cm
2
]
Time
[years]
0
8
10
2
4
6
GaAs
Dual Junc
CuInSe2
InP
Silicon