Surrey Universiteti tərəfindən aparılan yeni araşdırma, kosmik sənayedə onilliklərdir standart hesab olunan üçkeçidli (triple-junction) elementlərin ənənəvi kremniy texnologiyaları ilə əvəzlənməsinin iqtisadi səmərəliliyini ortaya qoyub. Hazırda istifadə olunan GaInP/GaAs/Ge elementləri yüksək effektivliyə malik olsa da, onların istehsalı olduqca bahalıdır. Müasir yerüstü kremniy fotovoltaikası isə son illərdə ciddi irəliləyişlər əldə edərək, kosmik tətbiqlər üçün cəlbedici alternativə çevrilib.
Kremniy texnologiyası iqtisadi cəhətdən nə üçün səmərəlidir?
Tədqiqatçılar 3U CubeSat və Surrey Satellite Technology Limited-in mikropeykləri üzərində apardıqları hesablamalara görə, kremniy heterokeçidli elementlərin tətbiqi günəş enerjisi sistemlərinin dəyərini 85-90% azaldır. Hazırda kosmik sənayedə istifadə olunan elementlərin bir vatt gücü 250-450 ABŞ dolları arasında dəyişdiyi halda, yerüstü PERC və TOPCon texnologiyalarının qiyməti cəmi bir neçə sent təşkil edir. Bu fərq, xüsusilə böyük peyk qruplaşmalarının yaradılmasında istehsal xərclərinə ciddi qənaət etməyə imkan verir.
Çəki və effektivlik nisbəti necə dəyişir?
İqtisadi üstünlüklə yanaşı, kremniy elementləri çəki baxımından da böyük üstünlüyə malikdir. Hesablamalara görə, bu elementlər kiloqram başına 920-1000 vatt güc təmin edə bilir ki, bu da mövcud üçkeçidli elementlərin (455-505 vatt/kq) göstəricisindən iki dəfə çoxdur. Qənaət olunan çəki peyklərdə əlavə yanacaq və ya elmi cihazların yerləşdirilməsi üçün şərait yaradır.
Hansı texniki çətinliklər mövcuddur?
Baxmayaraq ki, kremniy texnologiyası daha ucuzdur, onun qarşısında duran əsas maneələr radiasiya davamlılığı və ultrabənövşəyi şüalanmadır. Kremniy elementləri üçkeçidli analoqlarına nisbətən radiasiyaya 2,6 dəfə daha həssasdır və kosmik mühitdəki vakuum ultrabənövşəyi şüalanması altında daha sürətli deqradasiyaya uğraya bilər. Tədqiqatçılar bu problemlərin həlli üçün 1960-cı illərdə araşdırılan litiumla legirləmə kimi metodların yenidən nəzərdən keçirilməsini və daha davamlı qoruyucu şüşələrin tətbiqini təklif edirlər. Acta Astronautica jurnalında dərc olunan bu iş, kremniyin kosmik energetikaya qayıdışı üçün vacib bir addım hesab olunur.
