Солнечные батареи в космосе. (Задача 2) презентация

Задача 2. Солнечные батареи в космосе Задача 2. Солнечные батареи в космосе

ЗАДАЧА Выяснить, можно ли использовать органические производные фуллерена в солнечных элементах для поддержания работы космических аппаратов

ЦЕЛЬ Выяснить, какие требования предъявляются для солнечных элементов в космических аппаратах Изучить свойства фуллеренов и их производных Определить, подходят ли фуллерены и их производные для использования в солнечных элементах космических аппаратов

з Для генерации электричества в солнечных батареях используются фотоэлементы из различных материалов, таких как: Кристаллический/нанокристаллический, аморфный кремний Халькогениды (например, CdTe) Соединения типа GaAs, InP, в состав которых входят элементы III и V групп Органические полимеры

Фуллерен – одна из форм углерода. Наиболее устойчивы молекулы C60.

к Кристаллический фуллерен (фуллерит) - полупроводник, обладает фотопроводимостью и шириной запрещенной зоны 1,2-1,9 эВ. Такой же шириной запрещенной зоны обладает полупроводник Si, используемый в солнечных батареях. Влияние кислорода уменьшает проводимость кристаллов и пленок фуллеренов, но в космосе этого можно не опасаться – содержание кислорода в нем очень мало.

к Под действием излучения будет происходить полимеризация кристаллов фуллерена. Коэффициент фотоэлектрического преобразования станет небольшим (~5,15%), но вырабатываемой энергии хватит для обеспечения электричеством небольшого космического аппарата, например, спутника (~62-72 Вт/м²). Можно использовать в солнечных батареях уже полимеризованные фуллерены, в этом случае химические реакции проходить уже не будут.

! Однако эффективность этих батарей будет в 3-4 раза ниже, чем у используемых сейчас фотоэлементов на основе кремния и других материалов (они преобразуют в электричество 15-20% энергии света). ! Однако эффективность этих батарей будет в 3-4 раза ниже, чем у используемых сейчас фотоэлементов на основе кремния и других материалов (они преобразуют в электричество 15-20% энергии света).

Присоединение к C60 радикалов, содержащих металлы платиновой группы, позволяет получить ферромагнитный материал на основе фуллерена. Присоединение к C60 радикалов, содержащих металлы платиновой группы, позволяет получить ферромагнитный материал на основе фуллерена. Также было установлено, что легирование твердого С60 небольшим количеством щелочного металла приводит к образованию материала с металлической проводимостью. ! Но ни ферромагнетики, ни материалы с металлической проводимостью не обладают фотопроводимостью.

Выводы: Для использования в солнечных батареях космических аппаратов наиболее подходящими качествами обладают кристаллические и полимеризованные фуллерены. Эффективность таких батарей будет невысокой. Нужно искать другие производные фуллеренов, обладающие нужными нам качествами. Существующие материалы не выгодны для использования.