Ученые Самарского университета разработали технологию фотоэлектрических преобразователей новой конструкции для солнечных батарей космических аппаратов, сообщает пресс-служба вуза.

При изготовлении солнечных батарей для спутников используется многослойная наноструктура на подложке германия, при производстве которой используются токсичные соединения (мышьяк и фосфор) и редкоземельные металлы, галлий, индий.

Технология самарских ученых основана на использовании кремния. Основу эффективного кремниевого фотоэлектрического преобразователи (ФЭП) составляет многослойная структура, содержащая слои с нанокристаллами кремния и карбида кремния, а также специальные покрытия с ионами редкоземельных элементов.

«Каждый слой «работает» на свою часть солнечного спектра, увеличивая в этой части долю поглощенной энергии, так что в целом получается ощутимая прибавка эффективности преобразования. Технология изготовления такой структуры базируется на хорошо отлаженной технологии производства кремниевых приборов, использующиеся материалы (кремний, углерод, карбид кремния) малотоксичны, источники сырья для их производства практически неограниченны», - поясняется в пресс-релизе.

Новые солнечные батареи будут не менее эффективны, чем их современные наногетероструктурные аналоги на подложке германия: коэффициент полезного действия преобразователей, по данным лабораторных исследований, может достигать 30% и выше. Использование недорогих материалов позволило снизить стоимость солнечных батарей в пять раз. Важными преимуществами новой технологии является также то, что для производства используются недорогие и широко распространенные материалы, а получившиеся батареи намного легче по весу, что также важно для применения в космосе.

«Наша технология гораздо проще и эффективнее зарубежных аналогов, и может применяться для производства ФЭП не только космических солнечных батарей. Мы используем современные достижения нанотехнологий и доступные недорогие материалы, и это уже дало неплохие результаты. Получены опытные образцы ФЭП нового типа, для чего использовались мощности одного из российских предприятий», - приводится в сообщении комментарий доцента кафедры радиофизики и полупроводниковой микро- и наноэлектроники СГАУ Натальи Латухиной.

Опытные образцы самарских фотопреобразователей для солнечных батарей будут испытаны в условиях открытого космоса на борту космического аппарата «Аист-2», который , как планируется, будет запущен с нового российского космодрома «Восточный».

На спутнике будет установлено13 пластин размером 2х3 см различного типа с пористым слоем и один контрольный образец без пористого слоя с нанокристаллами кремния. Телеметрические данные с каждой пластины, которые будут поступать в РКЦ «Прогресс», позволят ученым Самарского университета и специалистам ракетно-космического центра выбрать наиболее устойчивый к космической радиации тип образца, говорится в сообщении. Если летные испытания закончатся успешно, технология самарских ученых будет внедрена в массовое производство. В этом случае новыми российскими солнечными кремниевыми батареями смогут оснащаться не только спутники, но и беспилотные летательные аппараты, электромобили и зарядные устройства мобильных телефонов, смартфонов, компьютеров.