 |
 |
|
 |
|
|
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
батарея солнечных элементов, полупроводниковый Фотоэлектрический генератор, непосредственно преобразующий энергию солнечной радиации в электрическую. Действие солнечных элементов (СЭ) основано на использовании явления внутреннего Фотоэффекта (см. Фотоэлемент). Первые СЭ с практически приемлемым кпд преобразования (~6%) были разработаны Г. Пирсоном, К. Фуллером и Д. Чапиным (США) в 1953—54. Большой вклад в развитие теории и практики СЭ внесли В. С. Вавилов, А. П. Ландсман, Н. С. Лидоренко, В. К. Субашиев (СССР); М. Вольф, Дж. Лоферский, М. Принс, П. Рапопорт (США).
Энергетические характеристики С. б. определяются полупроводниковым материалом, конструктивными (структурными) особенностями СЭ, количеством элементов в батарее. Распространённые материалы для СЭ — Si, GaAs; реже используются CdS, CdTe. Наиболее высокий кпд получен в СЭ из Si со структурой, имеющей электронно-дырочный переход (15% при освещении в земных условиях), и в СЭ на основе GaAs с полупроводниковым гетеропереходом (См. Полупроводниковый гетеропереход) (18%).
Конструктивно С. б. обычно выполняют в виде плоской панели из СЭ, защищенных прозрачными покрытиями. Число СЭ в батарее может достигать нескольких сотен тыс., площадь панели — десятков м2, ток С. б. — сотен а, напряжение — десятков в, генерируемая мощность — несколких десятков квт (в космических условиях). Достоинства С. б. — их простота, надёжность и долговечность, малая масса и миниатюрность СЭ, генерирование энергии без загрязнения окружающей среды; основной недостаток, ограничивающий развитие солнечной фотоэнергетики, — их пока ещё (середина 70-х гг.) высокая стоимость.
Главное применение С. б. нашли в космонавтике (См. Космонавтика), где они занимают доминирующее положение среди др. источников автономного энергопитания. С. б. снабжают электроэнергией аппаратуру спутников и системы жизнеобеспечения космических кораблей и станций, а также заряжают электрохимические аккумуляторы, используемые на теневых участках орбиты. В земных условиях С. б. используют для питания устройств автоматики, переносных радиостанций и радиоприёмников, для катодной антикоррозионной защиты (См. Антикоррозионная защита) нефте- и газопроводов. В СССР, США и Японии работают маяки и навигационные указатели с энергоснабжением от С. б. и автоматически подзаряжаемых ими буферных аккумуляторов. См. также Источники тока и рис. при статьях «Венера», «Марс», «Союз».
Лит.: Преобразование тепла и химической энергии в электроэнергию в ракетных системах, пер. с англ., М., 1963; Успехи СССР в исследовании космического пространства, М., 1968; Васильев А. М., Ландсман А. П., Полупроводниковые фотопреобразователи, М., 1971.
М. М. Колтун.
|
| Научнотехнический Энциклопедический Словарь |
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ (батарея солнечных элементов), устройство, преобразующее энергию солнечного света непосредственно в ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Обычно состоит из кристалла кремния р-типа, покрытого кристаллом п-типа (см. ПОЛУПРОВОДНИК). Световое излучение вызывает высвобождение электронов и создает РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ, так что ток может течь между электродами, присоединенными к этим двум кристаллам. Все волны, длиной короче одного микрометра, могут вырабатывать электрическую энергию. Солнечные батареи преобразуют в полезную энергию около 10% солнечного света. Они часто используются в качестве элементов питания в небольших электронных устройствах типа карманного калькулятора. Панели из нескольких тысяч батарей могут вырабатывать энергию мощностью несколько сотен ватт. см. также СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ.
Солнечный (фотогальванический) элемент (А) состоит из двух кремниевых полупроводников, расположенных между металлическими контактами, защищенными решеткой. Один из кремниевых полупроводников накапливает положительные заряды (1), а другой — отрицательные (2), создавая разность электрических потенциалов. Когда фотоны света попадают на р-л переход между полупроводниками (4), они смещают электроны, присоединенные к положительному полупроводнику. Металлические контакты (5) соединяют две заряженные области, используя разность потенциалов и создавая электрический ток. |
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
