Устройство фотоэлемента принципиально очень просто, хотя вовсе не просто его конструктивное выполнение, а еще сложнее физические процессы, происходящие в фотоэлементе и приводящие к генерированию электрического тока.
По существу, именно все более глубокое проникновение в суть этих процессов позволяет ученым непрестанно совершенствовать фотоэлементы, повышая их к. п. д., т. е. отдачу электроэнергии с единицы площади облучаемой поверхности элемента, и, одновременно, удельную мощность, т. е. мощность, приходящуюся на единицу веса батареи.
Такие элементы изготовляются, как правило, из пластинок монокристалла кремния, в которых путем насыщения (диффузии) небольшими количествами некоторых веществ создаются зоны с различным характером проводимости — электронной или «дырочной». Пограничный между этими зонами слой служит как бы затвором (вентилем), пропускающим электроны лишь в одном направлении; когда кванты солнечного света падают на фотоэлемент, то электроны, выбиваемые ими из атомов элемента, собираются водной зоне (зона п), вследствие чего между обеими зонами создается разность потенциалов и генерируется электрический ток. Стандартные фотоэлементы имеют размер 1X2 см, но в некоторых космических солнечных батареях применены элементы размером 2X2 см; исследуется возможность дальнейшего увеличения размеров до 3X3 см, поскольку при этом повышается эффективность и надежность батареи. Толщина современных элементов обычно близка к 0,5 мм (хотя для батареи в сборе она достигает 10—15 мм1), но ее стремятся сделать возможно меньшей с тем, чтобы уменьшить вес батареи.
|
 Чтобы проиллюстрировать диапазон требующих учета факторов, можно привести пример. В случае применения турбогенераторных преобразователей энергии наличие вращающихся машинных частей (ротора) со значительным моментом инерции сильно усложняет проблему динамической стабилизации летательного аппарата, что может даже исключить возможность применения таких установок, в частности, на космических обсерваториях.
|
|
Подробнее...
|
 Поскольку именно вес электростанции является основным в общем весе электроракетной двигательной установки, то к. п. д. двигателя может оказаться решающим при выборе типа двигателя для применения на ракете данного назначения.
Необходимость оптимального выбора касается и «электростанций», питающей двигатели ракеты.
|
|
Подробнее...
|
 Кратковременно электротермические двигатели могут развивать еще значительно большие тяги, что может оказаться очень важным при маневрировании.
Одним из весьма важных факторов в выборе электроракетного двигателя является эффективность происходящих в нем преобразований энергии . Так, если к. п. д. самого двигателя, т. е. преобразования электрической энергии в кинетическую энергию реактивной струи, низок, то это приводит к значительному возрастанию мощности, а следовательно, размеров и веса бортовой электростанции.
|
|
Подробнее...
|
|
|
