Инновационные солнечные батареи разработали в СКФУ

Ученые Северо-Кавказского федерального университета разработали инновационные солнечные батареи с элементами на сапфировых подложках. Производство наладят в Ставрополе. Это — важный шаг в импортозамещении и развитии отечественных технологий, подчеркнули в пресс-службе вуза.

Пик изготовления элементов для солнечных батарей пришелся на двухтысячные годы. Их изготавливали на кремниевых, а позже — на арсенид-галиевых подложках. Последние хорошо зарекомендовали себя при работе в космическом пространстве. Теперь перед учеными СКФУ стоит задача — изготовить элементы для солнечных батарей на сапфировой подложке.

«Сапфир — это идеальный материал для солнечной батареи космического назначения. У него хорошая оптическая прозрачность в большом диапазоне длин волн от ультрафиолета до инфракрасной области, плотность сапфира примерно в два раза ниже, чем у германия, и он более термостойкий», — рассказал доктор технических наук, директор научно-образовательного центра фотовольтаики и нанотехнологий СКФУ Игорь Сысоев.

Солнечные батареи будут производить по заказу крупного российского разработчика и производителя комплексных систем безопасности, спецтехники и беспилотных летательных аппаратов.

На территории России сейчас только два предприятия — в Московской области и в Краснодарском крае — производят солнечные батареи для космоса. Основная часть производственных мощностей находится за границей, поэтому производство солнечных батарей и на Ставрополье действительно может стать важным шагом в условиях санкций и импортозамещения. Запуск собственного производства снизит зависимость от иностранных поставок, что особенно актуально в условиях экономической нестабильности и внешних ограничений.

Идея ученых СКФУ заключается в том, что попадающий на устройство солнечный свет будет проходить сразу через сапфировую подложку. Таким образом, элемент для будущей солнечной батареи будет, говоря простым языком, «вывернут наизнанку».

«Наша идея — разработать и изготовить технологическое оборудование для производства элементов для солнечных батарей на базе отечественных разработок. Это позволит удешевить производство в десятки раз, а предприятие получит не только сам конечный продукт, но и возможность самостоятельного изготовления», — отметил Игорь Сысоев.

Сейчас в стенах СКФУ заканчивается обустройство технологической площадки и уже почти готова конструкция установки газофазной эпитаксии. Это — лабораторный экземпляр, на базе которого будет проработана технология и создана пилотная батарея. Получив опыт работы на лабораторной установке, разработчики в последующем смогут сделать опытный образец промышленной установки.

И если КПД полученного элемента солнечной батареи на сапфировой подложке будет превышать 30%, то разработка ученых Северо-Кавказского федерального университета будет достойным конкурентом на мировом рынке, уверены в вузе.

Разработка ведется по стратегическому проекту программы академического лидерства «Приоритет — 2030», поддержанного Министерством науки и высшего образования России. Результаты экспериментального исследования влияния термического отжига на структуру, морфологию поверхности и оптические свойства тонких пленок нитрида алюминия на сапфире опубликованы в научном журнале, посвященном последним достижениям в области физико-химического анализа микро- и наноразмерных объектов.