В Ставрополе разработали оборудование для космических солнечных батарей
Период активного изготовления элементов для солнечных батарей и экспериментов в этой области пришелся на 2000-е годы. Тогда их изготавливали на кремниевых, а позже – на арсенид-галиевых подложках. Последние неплохо зарекомендовали себя при работе в космическом пространстве. Однако теперь перед учеными стоит более амбициозная задача – изготовить элементы для солнечных батарей на сапфировой подложке. На данный момент сапфир считается самым оптимальным материалом для изготовления панелей, способным выдерживать экстремальные условия космоса.
В настоящее время на территории России только два предприятия – в Московской области и в Краснодарском крае – производят солнечные батареи для космоса. Основная часть производственных мощностей находится за границей, поэтому производство солнечных батарей и на Ставрополье может стать важным шагом в условиях санкций и импортозамещения. Запуск собственного производства существенно снизит зависимость от иностранных поставок.
Преимущества солнечных батарей на сапфировой подложке
Идея новой разработки заключается в том, чтобы попадающий на устройство солнечный свет мог сразу проходить через сапфировую подложку. Таким образом, элемент для будущей солнечной батареи будет, говоря простым языком, «вывернут на изнанку».
Группа исследователей уже провела ряд экспериментов, чтобы определить влияние термического отжига на структуру, морфологию поверхности и оптические свойства тонких пленок нитрида алюминия на сапфире. Результаты испытаний были опубликованы в научном журнале «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов».
«Наша идея – разработать и изготовить технологическое оборудование для производства элементов для солнечных батарей на базе отечественных разработок. Это позволит удешевить производство в десятки раз, а предприятие получит не только сам конечный продукт, но и возможность самостоятельного изготовления, – отмечает Игорь Сысоев.
Сейчас в стенах университета заканчивается обустройство технологической площадки, и уже почти готова конструкция установки газофазной эпитаксии. Это лабораторный экземпляр, на базе которого будет проработана технология и создана пилотная батарея. Получив опыт работы на лабораторной установке, в последующем разработчики смогут сконструировать опытный образец промышленной установки.
Если КПД элемента солнечной батареи на сапфировой подложке будет превышать 30%, разработка ученых может составить конкуренцию предложениям, существующим на мировом рынке.