Альтернативні джерела живлення та іх деградаційна стійкість в умовах надзвичайних ситуацій техногенного характеру

Abstract

В роботі досліджена актуальна науково-практична задача сфери цивільного захисту, а саме можливість безперебійного функціонування систем аварійної протидії в умовах обмеженого електропостачання за рахунок використання альтернативних джерел живлення. В ході рішення поставленої науково-практичної задачі проведено аналіз сучасного стану сонячних елементів для використання в якості резервного електроживлення систем аварійної протидії. Встановлено що тонкоплівкові сонячні елементи на основі телуриду кадмію (CdTe) p-типу провідності є перспективними сонячними елементами в умовах наземного застосування. Вони мають найвищий серед одноперехідних фотоелектричних перетворювачів теоретичний коефіцієта корисної дії – 29%. Для встановлення тривалості їх використання в якості резервного електроживлення систем аварійної протидії проведено аналіз деградаційної стійкості СЕ основі телуриду кадмію (CdTe) p-типу провідності. Шляхом аналітичної обробки світлових вольт-амперних характеристик були проаналізовані вихідні і світлові діодні характеристики СЕ на основі CdS / CdTe придатних для використання в якості джерела електроживлення систем аварійної протидії. Аналіз світлових діодних характеристики досліджуваних СЕ спочатку експлуатації поліпшуються, а після 7 ¬- 8 років погіршуються і повертаються майже до своїх значень в початковому стані. Встановлено, що після 8 років експлуатації величина ККД СЕ SnO2:F/CdS/CdTe/Cu/ITO практично збігається з вихідним значенням, що свідчить про високу деградаційної стійкість отриманих гетеросистем. Виявлені відмінності у вихідних параметрах і світлових діодних характеристиках СЕ SnO2:F/ CdS/ CdTe/Cu/ ITO при освітленні з боку скляної підкладки і з боку прозорого тильного електрода, обумовлені впливом тильного діода на ефективність фотоелектричних процесів в базовому шарі.

В работе исследована актуальная научно-практическая задача сферы гражданской защиты, а именно возможность бесперебойного функционирования систем аварийного противодействия в условиях ограниченного электроснабжения за счет использования альтернативных источников питания. В ходе решения поставленной научно-практической задачи проведен анализ современного состояния солнечных элементов для использования в качестве резервного электропитания систем аварійного противодействия. Установлено, что тонкопленочные солнечные элементы на основе теллурида кадмия (CdTe) p-типа проводимости являются перспективными солнечными элементами в условиях наземного применения. Они имеют самый высокий среди однопереходных фотоэлектрических преобразователей теоретический коэффициент полезного действия – 29%. Для установления продолжительности их использования в качестве резервного электропитания систем аварийного противодействия проведен анализ деградационной устойчивости СЭ основе теллурида кадмия (CdTe) p-типа проводимости. Путем аналитической обработки световых вольт-амперных характеристик были проанализированы выходные и световые диодные характеристики СЭ на основе CdS / CdTe пригодных для использования в качестве источника электропитания систем аварийной противодействия. Анализ световых диодных характеристики исследуемых СЭ сначала эксплуатации улучшаются, а после 7 ¬- 8 лет ухудшаются и возвращаются почти к своим значений в исходном состоянии. Установлено, что после 8 лет эксплуатации величина КПД СЭ SnO2: F / CdS / CdTe / Cu / ITO практически совпадает с исходным значением, что свидетельствует о высокой деградационной устойчивости полученных гетеросистем. Выявленные различия в исходных параметрах и световых диодных характеристиках СЭ SnO2: F / CdS / CdTe / Cu / ITO при освещении со стороны стеклянной подложки и со стороны прозрачного тыльной электрода, обусловлены влиянием тыльной диода на эффективность фотоэлектрических процессов в базовом слое.

The actual scientific and practical task of the sphere of civil protection is investigated in the work, namely the possibility of uninterrupted functioning of emergency counteraction systems in the conditions of limited power supply due to the use of alternative power sources. In the course of solving the set scientific and practical problem, an analysis of the current state of solar cells for use as a backup power supply of emergency response systems. It was found that thin-film solar cells based on cadmium telluride (CdTe) p-type conductivity are promising solar cells in terrestrial applications. They have the highest among single-pass photoelectric converters theoretical efficiency ¬ 29%. To establish the duration of their use as a backup power supply for emergency response systems, the analysis of degradation resistance of SE based on cadmium telluride (CdTe) p-type conductivity was performed. It is established that after 8 years of operation the value of the efficiency of CE SnO2: F / CdS / CdTe / Cu / ITO almost coincides with the initial value, which indicates the high degradation resistance of the obtained heterosystems. Differences in the initial parameters and light-emitting diode characteristics of CE SnO2: F / CdS / CdTe / Cu / ITO under illumination from the glass substrate and from the transparent rear electrode, which are due to the influence of the rear diode on the efficiency of photovoltaic processes in the base layer.