Нанотехнологии вышли в открытый космос
Выращивание кристаллов кремния, используемых для создания возобновляемых источников энергии, переходит в открытый космос благодаря достижениям ученых Института физики полупроводников им. Ржанова СО РАН.
Одной из главных проблем выращивания кремния, который широко применяется в солнечных батареях, является невысокий коэффициент полезного действия. На сегодняшний день продукция, доступная для широких масс населения, имеет коэффициент полезного действия не больше 6%. Основным критерием создания солнечных батарей с высоким КПД является чистый вакуум, однако построить необходимую лабораторию слишком проблематично и дорого.
Идея создания производства кремния в космосе пришла сама собой, ведь задав вопрос, где вакуум является неизменной окружающей средой, ответит даже первоклассник. Но космический вакуум имеет слишком большую примесь различных элементов, да и к тому же от солнечной радиации в данном случае пользы мало. Профессор Университета Хьюстона Алекс Игнатьев, русский эмигрант в третьем поколении, решил проблему путем установления на борту космического корабля экран, благодаря которому позади него образуется абсолютный вакуум необходимый для выращивания кристаллов.
Сама по себе лаборатория по выращивания кристаллов - это вакуумная камера без стенок в открытом космосе, закрепленная на борту международной станции. Единственная стенка - металлический экран, ограждающий оборудование от микрометеоритов, газовых потоков и солнечной радиации.
История новосибирского проекта «Экран» началась с середины 90-х годов, когда планы разработчиков были направлены на выращивания полупроводниковых тонкопленочных композиций на орбитальной станции «Мир». Все работы финансировались Международным центром полезных нагрузок космических объектов и ракетно-космической корпорацией «Энергия» им. Королева. Именно по заказу этих двух компаний был спроектирован и построен первый стенд-имитатор космического вакуума.
«Новосибирский проект «Экран» был бы уже реализован, но, по решению Правительства РФ, в марте 2001 года станцию затопили в Тихом океане, - говорит заведующий отделом роста и структуры полупроводниковых материалов Института физики полупроводников СО РАН д.ф.-м.н. Олег Пчеляков. - После этого финансирование космических программ в России временно прекратилось. Но уже в 2006 году в нашем институте возобновилась работа над созданием нового комплекта научной аппаратуры для установки на российском сегменте международной космической станции. К 2009 году на Опытном заводе и экспериментальном производстве ИФП при участии Конструкторско-технологического института научного приборостроения СО РАН изготовлено два комплекта наземного сверхвысоковакуумного оборудования для выращивания полупроводниковых наноструктур».
Новосибирский проект после 2006 года приобрел статус международного. Помимо России и США к проекту присоединились специалисты из Казахстана, а так же изъявили свое желание участвовать Германия, Япония, Франция и другие развитые страны мира. Учитывая масштаб производства, количество задействованных людских ресурсов и высокую заинтересованность международного сообщества, специалисты предполагают, что проект окупится достаточно быстро. К тому же, высокотехнологичный рынок полупроводниковых материалов для солнечных батарей стремительно растет. Это один из немногих сегментов экономики, который не затронул кризис, более того с каждым днем сектор высоких технологий продолжает расти.
sibkray.ru
Одной из главных проблем выращивания кремния, который широко применяется в солнечных батареях, является невысокий коэффициент полезного действия. На сегодняшний день продукция, доступная для широких масс населения, имеет коэффициент полезного действия не больше 6%. Основным критерием создания солнечных батарей с высоким КПД является чистый вакуум, однако построить необходимую лабораторию слишком проблематично и дорого.
Идея создания производства кремния в космосе пришла сама собой, ведь задав вопрос, где вакуум является неизменной окружающей средой, ответит даже первоклассник. Но космический вакуум имеет слишком большую примесь различных элементов, да и к тому же от солнечной радиации в данном случае пользы мало. Профессор Университета Хьюстона Алекс Игнатьев, русский эмигрант в третьем поколении, решил проблему путем установления на борту космического корабля экран, благодаря которому позади него образуется абсолютный вакуум необходимый для выращивания кристаллов.
Сама по себе лаборатория по выращивания кристаллов - это вакуумная камера без стенок в открытом космосе, закрепленная на борту международной станции. Единственная стенка - металлический экран, ограждающий оборудование от микрометеоритов, газовых потоков и солнечной радиации.
История новосибирского проекта «Экран» началась с середины 90-х годов, когда планы разработчиков были направлены на выращивания полупроводниковых тонкопленочных композиций на орбитальной станции «Мир». Все работы финансировались Международным центром полезных нагрузок космических объектов и ракетно-космической корпорацией «Энергия» им. Королева. Именно по заказу этих двух компаний был спроектирован и построен первый стенд-имитатор космического вакуума.
«Новосибирский проект «Экран» был бы уже реализован, но, по решению Правительства РФ, в марте 2001 года станцию затопили в Тихом океане, - говорит заведующий отделом роста и структуры полупроводниковых материалов Института физики полупроводников СО РАН д.ф.-м.н. Олег Пчеляков. - После этого финансирование космических программ в России временно прекратилось. Но уже в 2006 году в нашем институте возобновилась работа над созданием нового комплекта научной аппаратуры для установки на российском сегменте международной космической станции. К 2009 году на Опытном заводе и экспериментальном производстве ИФП при участии Конструкторско-технологического института научного приборостроения СО РАН изготовлено два комплекта наземного сверхвысоковакуумного оборудования для выращивания полупроводниковых наноструктур».
Новосибирский проект после 2006 года приобрел статус международного. Помимо России и США к проекту присоединились специалисты из Казахстана, а так же изъявили свое желание участвовать Германия, Япония, Франция и другие развитые страны мира. Учитывая масштаб производства, количество задействованных людских ресурсов и высокую заинтересованность международного сообщества, специалисты предполагают, что проект окупится достаточно быстро. К тому же, высокотехнологичный рынок полупроводниковых материалов для солнечных батарей стремительно растет. Это один из немногих сегментов экономики, который не затронул кризис, более того с каждым днем сектор высоких технологий продолжает расти.
sibkray.ru