Солнечная батарея

Солнечная батарея, 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 Солнечная батарея 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 (18%).

  Конструктивно Солнечная батарея 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 Солнечная батарея - сотен а, напряжение - десятков в, генерируемая мощность - несколких десятков квт (в космических условиях). Достоинства Солнечная батарея - 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 Солнечная батарея нашли в космонавтике, где они занимают доминирующее положение среди др. источников автономного энергопитания. Солнечная батарея снабжают электроэнергией аппаратуру спутников и системы жизнеобеспечения космических кораблей и станций, а также заряжают электрохимические аккумуляторы, используемые на теневых участках орбиты. В земных условиях Солнечная батарея используют для питания устройств автоматики, переносных радиостанций и радиоприёмников, для катодной антикоррозионной защиты нефте- и газопроводов. В СССР, США и Японии работают маяки и навигационные указатели с энергоснабжением от Солнечная батарея 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.