Солнечные батареи в космосе. (Задача 2) презентация

ЗАДАЧА
Выяснить, можно ли использовать органические производные фуллерена в солнечных элементах для поддержания работы космических аппаратов
№1(9)

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
№2(9)

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
№3(9)
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ

ФУЛЛЕРЕН
– одна из форм углерода. Наиболее устойчивы молекулы C60.
№4(9)

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
№5(9)

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.
№6(9)

! 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).
№7(9)

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.
№8(9)