我国空间技术的发展对空间电源系统的效率、抗辐射性能等各方面都提出了更高的要求。III-V族化合物半导体太阳电池由于其对太阳光的充分吸收，从而实现了较高的转换效率并获得了广泛应用。传统GaInP/GaAs/Ge、GaInP/InGaAs/Ge等多结空间太阳电池由于各子电池之间的电流分配不均衡、远离AM0太阳光谱优化条件、晶格失配等问题很难继续提高其转换效率。进一步提升太阳电池效率的重要方法之一是加入带隙为1.0 eV附近的子电池，III-V族稀氮化合物半导体材料(Ga(In)AsN)是目前已知唯一的带隙在1.0 eV 附近，并且与GaAs、Ge等传统衬底保持晶格匹配的物质体系。因此，稀氮空间太阳电池（GaInP/GaAs/Ga(In)NAs/Ge (1.9/1.4/1.0/0.67 eV)）在对体积、重量和效率有更苛刻要求的航天领域里有良好的应用前景。国内外研究者对稀氮材料与稀氮太阳电池进行了大量研究，研究方向主要集中在稀氮材料生长工艺优化、太阳电池制备和特性表征等方面，对于稀氮材料辐射损伤效应的相关研究较少，材料辐射损伤机理尚不明确，无法对稀氮空间太阳电池抗辐射加固和性能评估提供足够的数据参考和理论支撑。 本文以分子束外延（molecular beam epitaxy，MBE)）生长的GaInAsN体材料、单量子阱、三量子阱和GaAsN单量子阱作为研究对象，研究了高能粒子辐照和辐照后高温退火（650 ℃）对稀氮样品发光性能的影响。本文的研究内容包括以下四部分：入射粒子类型（电子、质子）对稀氮材料辐射损伤效应的影响；稀氮材料结构对辐射损伤效应的影响；稀氮材料中In元素对辐射损伤效应的影响；退火对稀氮材料本征缺陷及辐射感生缺陷的影响。 研究结果表明：（1）在相同位移损伤剂量辐照条件下，150 keV质子辐照在稀氮量子阱材料中产生的位移损伤相比于1 MeV电子，对材料光致发光（photoluminescence，PL）谱的影响更大；质子和电子辐照后，GaInAsN三量子阱材料PL峰值分别退化到辐照前峰值的1.3％和5.3％；质子辐照后，在样品中引入的位移损伤缺陷和N-H复合物缺陷是导致样品发光性能退化的原因，电子辐照后材料发光性能的退化是因为辐照在样品中引入的位移损伤缺陷；质子辐照后，稀氮材料PL光谱半高宽展宽，峰位置红移（2）低维结构稀氮材料的抗位移损伤能力远远优于体材料；低维结构材料中，量子阱的层数越多，损伤越严重，这是由于量子阱与势垒边界效应的影响；质子辐照后，GaInAsN单量子阱和三量子阱PL峰值分别衰减到辐照前峰值的4.4％和1.3％。（3）相同位移损伤剂量电子辐照后，GaInAsN单量子阱和GaAsN单量子阱PL峰值分别降低到辐照前的54.5％和29.0％，稀氮材料中In元素的存在使得材料抗电子辐射能力有所提升。（4）质子辐照后650 ℃退火，GaInAsN体材料、单量子阱和三量子阱的PL峰值都达到未辐照样品退火的程度，因此稀氮材料辐照后退火可以使样品中辐照感生缺陷湮灭。