Ученые национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва (СГАУ) начали эксперименты в открытом космосе с созданными ими инновационными фотоэлектрическими преобразователями для солнечных батарей космических аппаратов, сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу вуза. 

Солнечные батареи являются одной из важнейших частей космических аппаратов и используются на них с 1958 года для преобразования солнечной энергию в электрический ток, который питает все их механизмы. Первоначально основой космических фотопреобразователей был кремний. Сейчас при производстве большинства солнечных батарей для спутников используется многослойная планарная наноструктура на подложке германия, недостатком которой является то, что при ее производстве используется дорогая и опасная технология, связанная с токсичными соединениями мышьяка и фосфора. Также немаловажно то, что в преобразователях используются редкоземельные металлы (галлий, индий, германий), источники которых на Земле постепенно истощаются.

Технология, по которой самарские ученые изготовили инновационные фотоэлектрические преобразователи для солнечных батарей космических аппаратов, основана на использовании кремния и карбида кремния. Основу эффективного кремниевого фотоэлектрического преобразователи (ФЭП) составила многослойная структура, содержащая слои с нанокристаллами кремния и карбида кремния, а также специальные покрытия с ионами редкоземельных элементов. Как предполагали ученые, каждый слой должен «работать» на свою часть солнечного спектра, увеличивая в этой части долю поглощенной энергии, что должно в целом дать прибавку эффективности преобразования. 

Опытные образцы самарских преобразователей отправились в космос на спутнике «Аист-2Д», который был выведен на орбиту ракетой-носителем «Союз-2.1а», стартовавшей с космодрома «Восточный» 28 апреля. На спутнике были установлены 13 пластин размером 2х3 см различного типа с пористым слоем и один контрольный образец без пористого слоя с нанокристаллами кремния. Опытные образцы отличаются друг от друга по составу образующей их многослойной структуры. В частности, в каждом из них имеются свои материалы в верхнем чувствительном слое, отвечающем за преобразование солнечного света, — карбид кремния, сульфид цинка, фторид диспрозия или другие химические вещества.

В настоящее время со всеми экспериментальными образцами солнечных батарей на борту спутника установлена устойчивая связь, отмечается в сообщении. Телеметрия работает нормально, сигналы ежедневно поступают в центр приёма данных РКЦ «Прогресс». Характеристики работы каждого опытного элемента соответствуют ожидаемым. При этом специалисты РКЦ «Прогресс» и ученые Самарского университета учитывают положение спутника на орбите, температуру и освещённость батарей. Проанализировав данные о поведении образцов в условиях открытого космоса, учёные уже в 2017 году смогут приступить к разработке наиболее эффективной структуры инновационных фотоэлектрических преобразователей.