Как делают солнечные батареи для космоса

С помощью таких батарей на космических орбитах работают искусственные спутники Земли. Делают такие батареи в Краснодаре — на заводе «Сатурн».

Предприятие в Краснодаре входит в структуру Федерального космического агентства, но владеет «Сатурном» компания «Очаково», которая в буквальном смысле спасла это производство в 90-е годы. Владельцы «Очаково» выкупили контрольный пакет акций, который чуть было не ушел к американцам. «Очаково» вложила сюда большие средства, закупила современное оборудование, сумела удержать специалистов и теперь «Сатурн» — один из двух лидеров на российском рынке производства солнечных и аккумуляторных батарей для нужд космической отрасли — гражданской и военной.

Вся прибыль, которую получает «Сатурн», остается здесь, в России и в Краснодаре, и в основном идет на развитие производственной базы.

На фото в заголовке - участок газофазной эпитаксии. В этом помещении стоит газовый реактор, в котором на подложке из германия в течение трех часов выращивается кристаллический слой, который будет служить основой для будущего фотоэлемента. Стоимость такой установки — около трех миллионов евро.


 
Это установка фотолитографии. Здесь на фотоэлементах формируются «рисунки» электрических контактов. Машина производит все операции автоматически, по заданной программе. Здесь и свет соответствующий, который не вредит светочувствительному слою.



В вакууме установка напыления наносит с помощью электронного луча электрические контакты и диэлектрики, а также просветляющие покрытия (они увеличивают ток, вырабатываемый фотоэлементом, примерно на 30%).



К поверхности фотоэлемента припаиваются шины, чтобы потом соединить их друг с другом, а на них наклеивается защитное стекло, без которого в космосе, в условиях радиации, фотоэлемент может не выдержать нагрузок. И хотя толщина стекла всего 0.12 мм, батарея с такими фотоэлементами будет долго работать на орбите (на высоких орбитах больше пятнадцати лет).



Вот стеклышки приклеиваются под грузиками.



Электрическое соединение фотоэлементов между собой осуществляется серебряными контактами (их называют шинками) толщиной всего 0.02 мм.



Наконец, солнечная батарея собрана. Здесь показана только часть батареи – панель в формате макета. Таких панелей на спутнике может быть до восьми, в зависимости от того, какая нужна мощность. На современных спутниках связи она достигает 10 кВт.

Такие панели будут смонтированы на спутнике, в космосе они раскроются, как крылья, и с их помощью мы будем смотреть спутниковое телевидение, пользоваться спутниковым интернетом, навигационными системами (спутники «Глонасс» тоже используют краснодарские солнечные батареи).


Между прочим, у этих солнечных батарей КПД около 35-40%, что чрезвычайно высоко. Мировой рекорд сейчас около 44% - и батареи с таким КПД для полетов в космос непригодны.