Сонячні панелі на основі кремію виробляють значно менше електричної енергії в перерахунку на одиницю площі, ніж ті, що мають в основі інші напівпровідники. Однак як показує нещодавнє дослідження в умовах масового запуску супутників вони можуть виявитися значно економічно вигіднішими за них. Проте в цій галузі ще є ряд нерозв’язаних проблем.
Кремнієві снячні панелі
Як повідомляє сайт phys.org команда дослідників з Університету Суррея опублікувала в Acta Astronautica дослідження, присвячене економічній доцілності використання для космічних апаратів сонячних панелей на основі кремнію. Вони дійшли висновку, що застосування цього типу пристроїв дозволить зменшити вартість експлуатації супутників на 90%.
Взагалі сонячні панелі на основі кремнію вже застосувувалися в космосі. Це — найпростіший тип цих пристроїв, тому у 1956-1977 роках вони домінували на космічних апаратах. Але потім були винайдені значно ефективніші пристрої на основі галлію, германію чи індію і відтоді в космосі використовуються переважно вони.
Поки що коефіцієнт корисної дії найефективніших кремнієвих панелей тримається на рівні 27,8%, а перовскит-кремнієвих — 34,85%. І це — набагато менше, ніж у більш сучасних. Проте різниця у ціні теж колосальна. Для германієвих панелей вона складає $450 за 1Ватт вихідної потужності, а для кремнієвих — $0,275, $0,285 та $0,39 в залежності від конкретного виду.
Нерозв’язані проблеми
І ось команда, яка проводила дослідження, вирішила змоделювати, наскільки ж економічнішими будуть супутники малого класу, наприклад ті, що складаються із трьох кубсат-модулів, якщо в них застосовувати замість сонячних панелей на арсеніді галію кремнієві і у них вийшла економія у 85-90%.
Звичайно, що самі панелі при цьому мають бути більшими і це призведе до здорожчання самого запуску. Проте так чи інакше вони будуть невеликими, бо сама потужність у апаратів крихітна, тож, низька ціна самих пристроїв перекриє усе.
Річ у тім, що самі кремнієві напівпровідники настільки дешеві, що навіть захисне скло для них коштує доожче. Тож, розробники пропонують зробити його тоншим, що додатково зменшить вагу апарата. І взагалі відносно низька потужність такою вже сильною проблемою.
Інша справа — довговічність кремнієвих панелей. Вона у 2,6 раза нижча, ніж у більш досконалих. І це — дійсно проблема. Особливо слабо дослідженим є вплив на них ультрафіолету. Однак з урахуванням того, що терміни експлуатації супутників знижуються, а їхня кількість зростає, це може не бути такою вже великою проблемою.
