Технологии изготовления космических солнечных батарей

Вернуться в список

24.10.2017 1486309891.jpg

Чтобы понять как делают солнечные батареи для космоса, нужно прежде всего знать, что они относятся к разряду фотоэлектрических преобразователей. Они представляют собой полупроводниковые устройства, обеспечивающие процесс превращения тепловой энергии в постоянный электрический ток, тем самым обеспечивают работу искусственных спутников.

Производятся панели на заводе с космическим названием «Сатурн». Он находится в Краснодаре и является структурным подразделением Федерального космического агентства.

Непростая судьба завода

В 90-е годы производство едва не оказалось в руках американских инвесторов, но отечественная компания «Очаково» приобрела большинство акций завода, имеющего важное стратегическое значение. Более того, она сумела сохранить производство. Это особенно важно, так как предприятие является одним из главных российских производителей, обеспечивающих нужды космической отрасли. Вопрос о том, где и как будут делать солнечные батареи для космоса, был решен окончательно.

Завод оснастили оборудованием, отвечающим требованиям современности, и теперь он выполняет заказы не только гражданской, но и военной космической отрасли. Сегодня это вполне современное и довольно успешное производство, вся прибыль от деятельности которого остается на территории РФ.

Подготовительные работы. Создание фотоэлемента

Начало процесса происходит на участке газофазной эпитаксии, где первом подкладочном слое, выполненном из германия. С помощью газового реактора наращивают кристаллический слой, являющийся основанием создаваемого фотоэлемента. Далее основание до полной готовности должно пройти еще несколько, следующих друг за другом, этапов.

  1. Нанесение электрических контактов на обе стороны фотоэлемента. На рабочей поверхности они будут образовывать рисунок в виде гребенки с размерами, рассчитанными с невероятной точностью. В результате объем проходящего солнечного света будет максимальным.
  2. Создание просветляющего слоя.
  3. Фотолитография, в процессе которой на фотоэлементах появляются схематичные рисунки электроконтактов. Выполняет эту работу специальная машина в режиме автоматики по заранее подготовленной программе.

Всего выполняется более двадцати различных манипуляций. В результате их проведения на элементах появляются:

  • контакты;
  • специальные покрытия, увеличивающие производительность на 30%;
  • диэлектрики.

Дальнейшее производство является основной частью процесса и ответом на вопрос о том, как делают солнечные батареи для космоса. Этап этот заключается в сборке и последующем тестировании выпускаемой продукции.

Формирование панелей

Когда фотоэлементы изготовлены, они практически готовы к процессу сборки панелей. Чтобы соединить элементы между собой, необходимо оснастить их креплениями, поэтому к каждому из них припаиваются специальные шины.

Чтобы обеспечить защиту будущему изделию, на поверхность заготовок наклеивают стекло, обеспечивающее более чем пятнадцатилетний жизненный срок панели. В противном случае космические нагрузки приведут к выходу батареи из строя.

На следующем этапе элементы последовательно соединяют один с другим при помощи серебряных контактов, толщина которых составляет 0,02 мм. Это обеспечивает получение требуемого напряжения. Готовые панели после серии обязательных тестов и испытаний монтируются на спутник таким образом, что их раскрытие происходит непосредственно в космосе. Телевизионные трансляции, интернет, системы навигации и многие другие вещи, без которых трудно представить жизнь современного человека, обеспечиваются, в том числе благодаря краснодарскому заводу.

Однако на этом производство не заканчивается. Для успешного выполнения поставленных задач, необходимо создать целую систему электрообеспечения, которая включает в себя аккумуляторы, накапливающие излишки электричества. Такой резерв необходим для обеспечения деятельности спутника во время его нахождения в теневом пространстве, образуемом Землей. Производство таких накопителей также осуществляется на заводе «Сатурн».