Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

СО́ЛНЕЧНАЯ БАТАРЕ́Я

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 30. Москва, 2015, стр. 651

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. В. Ермолович

СО́ЛНЕЧНАЯ БАТАРЕ́Я, ис­точ­ник элек­трич. то­ка на ос­но­ве не­сколь­ких фо­то­эле­мен­тов, объ­е­ди­нён­ных для по­лу­че­ния тре­буе­мой мощ­но­сти в па­нель. С. б. раз­ли­ча­ют по спо­со­бу кон­ст­руи­ро­ва­ния (кри­стал­лич. пла­сти­ны, тон­кие плён­ки, мно­го­пе­ре­ход­ные струк­ту­ры и др.) и ра­бо­че­му ма­те­риа­лу (крем­ний, ар­се­нид гал­лия, тел­лу­рид кад­мия и др.).

К пер­во­му по­ко­ле­нию от­но­сят­ся С. б. на ба­зе кри­стал­лич. крем­ния [мо­но­кри­стал­ли­че­ские, кпд 14–18% и по­ли­кри­стал­ли­че­ские (муль­тик­ри­стал­лич.), кпд 12–15%]. В ус­ло­ви­ях пря­мо­го яр­ко­го сол­неч­но­го све­та та­кой эле­мент пл. 100 см2 мо­жет вы­да­вать до 1,8 Вт мощ­но­сти.

Энергообеспечение дома с помощью солнечных батарей.

Ко вто­ро­му по­ко­ле­нию от­но­сят­ся тон­ко­п­лё­ноч­ные (тол­щи­на 1,5–2,5 мкм) С. б.; ра­бо­чий ма­те­ри­ал (аморф­ный крем­ний, мик­ро­кри­стал­лич. крем­ний, тел­лу­рид кад­мия и др., кпд 17–20%) оса­ж­дён на под­лож­ку (напр., стек­ло, ме­тал­лич. фоль­гу). Та­кие С. б. мо­гут ра­бо­тать при рас­се­ян­ном из­лу­че­нии и на­но­сить­ся на по­верх­но­сти лю­бой кон­фи­гу­ра­ции.

К треть­ему – мак­си­маль­но эф­фек­тив­но­му – по­ко­ле­нию от­но­сят­ся С. б. с мно­го­пе­ре­ход­ной (мно­го­слой­ной) струк­ту­рой, со­стоя­щие из мно­же­ст­ва по­лу­провод­ни­ко­вых сло­ёв, по­сле­до­ва­тель­но выра­щен­ных друг на дру­ге (ка­ж­дый отд. по­лу­про­вод­ни­ко­вый слой наи­бо­лее эф­фек­тив­но по­гло­ща­ет оп­ре­де­лён­ный диа­па­зон сол­неч­но­го спек­тра). Вслед­ст­вие вы­со­кой се­бе­стои­мо­сти об­ласть их при­ме­не­ния ог­ра­ни­че­на авиа­кос­мич. от­рас­лью. Наи­бо­лее эф­фек­тив­ной счи­та­ет­ся струк­ту­ра, со­стоя­щая из трёх сло­ёв – Ge (ниж­ний по­лу­про­вод­ник и под­лож­ка), GaAs и GaInP (GaInP/GaAs/Ge, кпд до 44,7%).

В 1883 амер. инж. Ч. Фриттс ис­пользо­вал по­кры­тый зо­ло­том се­лен для про­из-ва пер­во­го сол­неч­но­го эле­мен­та (кпд 1%). В 1954 амер. учё­ные К. Фул­лер, Д. Ча­пин и Дж. Пир­сон соз­да­ли С. б. с кпд 4% (в даль­ней­шем до­ве­ли до 15%). В США 17.3.1958 за­пу­щен пер­вый спут­ник с С. б. – «Vanguard 1», в СССР 15.5.1958 – «Спут­ник-3». 2.6.2014 со­вер­шил пер­вый по­лёт с аэ­ро­дро­ма Пай­ерн (Швей­ца­рия) са­мо­лёт «Solar Impulse 2» на С. б. (ско­рость до 140 км/ч, кры­ло дли­ной 72 м по­кры­то 17248 сол­неч­ны­ми эле­мен­та­ми, мас­са 2,3 т).

С. б. дол­го­веч­ны, срок служ­бы от 10 (тон­ко­п­лё­ноч­ные) до 35 (кри­стал­лич.) лет, про­сты при сбор­ке. Осн. про­бле­ма­ми соз­да­ния С. б. яв­ля­ют­ся слож­ность тех­но­ло­гич. про­цес­са, срав­ни­тель­но низ­кий кпд, по­треб­ность в боль­ших пло­щадях, не­об­хо­ди­мых для их экс­плуа­та­ции. С. б. ис­поль­зу­ют­ся для обес­пе­че­ния элек­три­че­ст­вом и/или под­за­ряд­ки ак­ку­му­ля­то­ров КА, обо­ру­до­ва­ния на су­дах, разл. бы­то­вой элек­тро­ни­ки (ком­пь­ю­те­ров, каль­ку­ля­то­ров, плее­ров, фо­на­ри­ков и др.); в сель­ских рай­онах и го­ро­дах для энер­го­обес­пе­че­ния зда­ний, сол­неч­ных во­до­на­гре­ва­те­лей в до­мах и др.

Лит.: Сол­неч­ная энер­ге­ти­ка. 2-е изд. М., 2011; Каш­ка­ров А. П. Вет­ро­ге­не­ра­то­ры, сол­неч­ные ба­та­реи и дру­гие по­лез­ные кон­ст­рук­ции. М., 2012. http://www.solarbat.info.

Вернуться к началу