Солнечные батареи: технология и экономика

Fakir> Хм, опять не дошло - почему вы считаете, что сильного легирования хватит для обеспечения соединения субъячеек в цепь?
Дык, это же обыденность. При сильном легировании (вырождении) зона проводимости опускается (и подымается) ниже (и выше) уровня Ферми. Т.е. вместо перехода получается омический контакт.

Ну, с обыденностью - эт для кого как
Я с полупроводниками, дай бог памяти, дело имел последний раз курсе на 3-м в рамках общей физики

В общем, сильное легирование там имеет место, да. Но при этом однозначно написано - туннельный диод. Значит, видать, просто легирования с опусканием зоны проводимости почему-то недостаточно.
Может быть, оно не обеспечивает протекания нужных плотностей тока?

Fakir> Ну, с обыденностью - эт для кого как
Fakir> Я с полупроводниками, дай бог памяти, дело имел последний раз курсе на 3-м в рамках общей физики
Fakir> В общем, сильное легирование там имеет место, да. Но при этом однозначно написано - туннельный диод. Значит, видать, просто легирования с опусканием зоны проводимости почему-то недостаточно.
Fakir> Может быть, оно не обеспечивает протекания нужных плотностей тока?

Для обеспечения проводимости в обратную сторону. На сколько я понимаю, иначе, зоны с разным легированием в трёхслойной системе создадут вам два запирающих диода. Туннельный диод даёт возможность эту проблему обойти.

Безусловно, IMHO.

Ну, я практически то же самое и писал - Покос же вроде как не согласился, и предложил другую трактовку

foogoo> Для обеспечения проводимости в обратную сторону.
А ведь таки точно! Глянул ищо рас на структуру, так и есть.

Народ, а насчёт поглощения только в р-слое - кто-нибудь откомментирует? Так или нет?

Что до "окон" (и в английских статьях так их и обзывают - windows) - начинает складываться ощущение, что это фишка сугубо технологическая, которая должна за счёт адгезии обеспечить сцепление разнородных слоёв, и при этом не поглощать свет.
Настаивать не буду, но что-то похоже...

Fakir> Что до "окон" (и в английских статьях так их и обзывают - windows) - начинает складываться ощущение, что это фишка сугубо технологическая, которая должна за счёт адгезии обеспечить сцепление разнородных слоёв, и при этом не поглощать свет.
Разгрузочные слои делаются между материалами с разными типами кристаллических решёток, например, между кремнием и арсенидом галлия. И эти слои очень тонкие - считанные нанометры. Здесь явно не тот случай.
Насчёт поглощения в р-слое не знаю. Это вряд ли верно для всех сируктур.

См. пост на предыдущей странице
Чего-то мне кажется, что поглощение в n-слое, как миниму, нежелательно - недаром же на всех рисунках р-слоя явственно толще. Думается, что это "ж-ж" неспроста.

Факир, вы меня огорчаете. На 3 странице топика начали читать.. и то.. Вот зачем вообще нужен туннельный переход (стр. 456, первое предложение):
One of the changes that [b]improves the performance of the multijunction cell most significantly[b] is the use of a wide-bandgap tunnel junction between the optically thin GaInP top subcell and the GaAs middle subcell. Here wide bandgap refers to semiconductors that have a higher bandgap than the conventional p+GaAs/n+GaAs tunnel junction. When the tunnel junction is made of GaAs, an appreciable fraction of the light transmitted by the top cell is absorbed by the tunnel junction layers before it can reach the GaAs subcell where it can be used effciently, even though the tunnel junction layers are grown to be very thin. This situation is worsened because the top cell is purposely made thin such that it transmits a large portion of the spectrum with photon energy greater than the bandgap of GaInP, in order to current match the GaInP and GaAs subcells. Use of wide-bandgap layers in the tunnel junction reduces this parasitic absorption of light on its way to the GaAs subcell.
А вот как он там работает в деталях — действительно не описано. Дано его назначение, варианты исполнения и полученный эффект.

Нет, au, это вы меня огорчаете! Ибо в процитированном вами фрагменте ни слова не говорится о том, что туннельный диод необходим для замыкания тока - "Multijunction solar cells require a tunnel diode for current transfer from one cell to the other."
Понимаете? В цитированном фрагменте говорится о том, почему диод широкозонный, а не зачем он вообще нужен.

Да, вопрос о журнале снимается - мне уже нашли бумажный вариант

Ладно, значит недоразумение. Я думал вам польза от него интересна, то и выделил жирным.

З.Ы. (чтобы не искать ту тему). Результаты работ на Бионах публиковались в журнале "Advances in Space Research" — три статьи видел (Бион-10,11).

"От этой картины на стене очень большая польза - она дырку на обоях загораживает"
Это ж и есть основная - обеспечить протекание тока.
Там были еще всякие хитрые многовыводные схемы фотоэлементов, когда субъячейки соединяются не туннельным переходом, а пространственно разнесены (например, сидят на прозрачном клею), и у каждой сверху и снизу собственные контакты. Тут есть и преимущество - нет геморроя с уравниванием токов субъячеек. Но технологически больно сложно, да и еще какие-то недостатки, видимо, есть.

P.S. Что-то интересное в статьях о "Бионах" попадалось? Но лучше с этим в соотв. топик, он в "Биологическом", один из первых должен быть.

Ну, раз по полупроводниковой части особо не отвечали, так может, хоть по конструкции кто подскажет?

Единственное более-менее толковое, что удалось найти по конструкции солнечных панелей - это два патента, один "Энергии", другой НПО ПМ.


Из патента "Энергии" (2004):

"Известны применяемые в ракетостроении панели СБ КА, предназначенные для установки на них чувствительных элементов (фотоэлектрических преобразователей) системы энергопитания КА. Панели также выполнены по трехслойной несущей схеме и содержат раму, несущие верхнее и нижнее основания, между которыми герметично установлен заполнитель в виде сот, а также силовые перегородки, герметично установленные перпендикулярно основаниям для увеличения жесткости панели [2]. Для уменьшения веса конструкции панелей СБ раму, несущие основания и перегородки выполняют из облегченных материалов.

Несущие панели СБ КА, применяемые в ракетостроении, так же, как и панели, применяемые в авиации, обеспечивают большую жесткость и высокую несущую способность трехслойной конструкции панели СБ с сотовым заполнителем.


Несущая панель СБ КА (фиг.1, 2, 3) содержит раму 1, несущие верхнее основание 2 и нижнее основание 3, а также силовые перегородки 5, установленные перпендикулярно этим основаниям. Между основаниями герметично установлен заполнитель 4 в виде сот. На верхнем основании 2 установлены чувствительные элементы 7 системы энергопитания КА.

В ракетостроении раму 1 выполняют из углепластика, несущие основания 2 и 3, а также силовые перегородки 5 - из титана. Заполнитель 4 в виде сот выполняют из алюминиевого сплава и герметично крепят к верхнему основанию 2 и нижнему основанию 3 панели с помощью, например, авиационного клея ВКВ-9. Также к верхнему основанию 2 крепят чувствительные элементы 7 СБ."


Из патента НПО ПМ (2002):

"Панель солнечной батареи содержит раму и сетеполотно для размещения и закрепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упругонатянутом состоянии закреплено на раме. Сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в узлах их пересечения прикреплена подложка с наклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями. Шаг расположения струн в каждом из направлений не меньше фактических размеров фотоэлектрических преобразователей. Подложка прикреплена к струнам через перфорационные отверстия с помощью застежек из двух частей, входящих одна в другую, обеспечивающих контакт струн и подложки.

Сетеполотно обеспечивает легкость монтажа и ремонта фотоэлектрических преобразователей, улучшает тепловой режим их работы, улучшает удельные весовые характеристики панели."


Кто-нибудь в курсе, какие конструкции реально применяются, и наиболее распространены?


Рисунки:
1-й - вариант "Энергии", 2-й - НПО ПМ

После редактирования пред. поста почему-то топик не "всплыл".

Fakir> P.S. Что-то интересное в статьях о "Бионах" попадалось? Но лучше с этим в соотв. топик, он в "Биологическом", один из первых должен быть.

Не знаю Я их даже не пытался читать.

Новость по сабжу:

Дисциплина

Беспонятливый45, вы совершенно не поняли темы топика. Вам не сюда. Вы промахнулись кнопкой. Бегите опровергать очевидное.

Дисциплина

foogoo>> .. Вам не сюда. Вы промахнулись кнопкой. ....
Памятливый45> Эта типа не модератор меня модерировать взялся.
Памятливый45> Дружок! тема "Солнечные батареи: технология и экономика".
Памятливый45> Так вот экономика СБ не ограничивается размером банковского счёта, выставляемого за панель СБ.
Памятливый45> Она не только в стоимости основных фондов станции, но и в росте эксплуатационных затрат на станции и в снижении её потребительских качеств.

Вы опять не поняли.

Тема топика - технологии и экономика СБ. А вовсе не "отпиливание СБ на МКС". Ваше встревание в топик является злостным оффтопиком.

Fakir> Кстати, джентльмены, у кого-нибудь есть доступ к журналу "Физика и техника полупроводников" (англ. вариант - Semiconductors) ? А то в сети, блин, только за бабки (Шпрингер-Верлаг хренов), а там в сентябрьском номере за 99-й год похоже, хороший обзор по теме.
Приду в лабу - гляну.

Да не, спасибо, не надо уже - вон, лежит на полке

Памятливому: рекомендую оффтоп прекратить. Это moderatorial.

Джентльмены, кто в теме - не окажете ли честь прокорректировать попсовую статью про сабж на предмет косяков? Кто хочет/может - скиньте, пж, мыло через профиль.

Мое мыло не изменилось. На этот раз - точно отвечу.