Как выбрать гостиницу для кошек
14 декабря, 2021
Интенсивные потоки частиц, в основном свободных электронов и протонов, образующих в околоземном пространстве так называемые радиационные пояса, приводят к ухудшению электрических параметров полупроводниковых приборов, установленных на космических аппаратах. Особенно сильно это отрицательное
влияние сказывается на полупроводниковых солнечных батареях, которые с целью максимального использования солнечного излучения приходится монтировать на внешней поверхности аппаратов или на специальных выносных панелях.
Хотя в настоящее время предложены интересные способы повышения радиационной стойкости самих полупроводниковых материалов. такие, как введение ионов лития или высокотемпературный (до 400° С) отжиг [69], создание покрытий из прозрачных и радиационно-стойких материалов по-прежнему является наиболее эффективным способом защиты солнечных батарей [70, 711. Эффективность прозрачной защиты основана на том, что его сильно «срезаются» или вообще не пропускаются к полупроводнику частицы малых энергий, которых особенно много в спектре радиационных поясов Земли (энергетический спектр протонов и электронов в поясах радиации носит спадающий характер — суточные дозы частиц резко уменьшаются с увеличением их энергии). К тому же именно частицы малых энергий наиболее разрушительпо действуют на фотоэлементы, уменьшая их КПД [69].
Насколько срок службы солнечных батарей возрастает при использовании покрытий разной толщины, легко представить из расчетных данных, приведенных в работах [72, 73]. Однако основная трудность практического решения этой проблемы состоит в том, что, кроме защиты от повреждающего действия радиации, оптические покрытия должны обладать высокими просветляющими и теплорегулирующими свойствами, т. е. уменьшать коэффициент отражения в рабочей области спектра и предохранять фотоэлементы от перегрева путем увеличения интегрального коэффициента собственного теплового излучения поверхности е до значений в пределах 0,8—0,9. Необходимость просветления рабочей поверхности вызвана высоким коэффициентом отражения (35—40%) чистой полированной поверхности фотоэлементов в области спектральной чувствительности (0,4—1,1 мкм); это означает, что без уменьшения потерь на отражение не могут быть получены фотоэлементы с высоким КПД. Увеличение собственного теплового излучения поверхности фотоэлемента особенно важно в связи с тем, что для полированной высоколегированной (концентрация примесей (1-^2) • 1020 см’3) поверхности кремниевых фотоэлементов без теплорегулирующего покрытия е составляет 0,19—- 0,24.
Использование фотоэлементов в условиях радиационного теплообмена без селективного теплорегулирующего покрытия, как легко показать расчетом по формулам теплового баланса, приведенным в начале данной главы, привело бы к установлению равновесной рабочей температуры на ориентированных фотогеперато — рах на уровне 160—180° С, что означало бы практически выход их из строя. Оптические покрытия для фотоэлементов должны
обладать также высокими эксплуатационными характеристиками: не терять прозрачности под действием ультрафиолетового излучения Солнца и облучения электронами и протонами, сохранять исходные оптические и механические параметры и сцепление с поверхностью фотоэлемента при многократном резком термоциклиро — вании в вакууме в интервале от +100 до —100° С.