В Северо-Кавказском федеральном университете завершается важный этап амбициозного высокотехнологичного проекта. Учёные создают уникальную газофазную установку на основе металлоорганических соединений, которая откроет путь к производству отечественных солнечных элементов для космической техники. Работа ведётся в рамках государственной программы «Приоритет 2030», нацеленной на развитие прорывных технологий в России.
Специалистами университета успешно завершено создание прототипа установки МОС-гидридной эпитаксии. Эта технология позволяет выращивать сверхтонкие полупроводниковые слои из газовой фазы с высочайшей точностью. Именно на этой установке будут разрабатываться и тестироваться новые высокоэффективные солнечные элементы на сапфировых подложках, предназначенные для работы в экстремальных условиях космоса.
Проект охватывает полный цикл — от научных исследований и создания опытного образца до разработки целой производственной линии. Его реализация закладывает основы для современного высокотехнологичного производства в Ставропольском крае, создаёт новые рабочие места для квалифицированных специалистов и укрепляет статус региона как перспективного центра космических и энергетических технологий.
Ключевым инновационным решением стал выбор сапфира в качестве основы для солнечных элементов. В отличие от широко используемого, но дорогостоящего германия, сапфир обладает целым рядом преимуществ. Этот материал имеет высокую оптическую прозрачность, выдающуюся термическую и радиационную стойкость, а также меньшую плотность. Эти свойства критически важны для аппаратуры, работающей в открытом космосе, где техника подвергается резким перепадам температур и мощному радиационному воздействию. Кроме того, технологии работы с сапфировыми подложками уже хорошо отработаны в смежных отраслях, например, в производстве светодиодов.
Разработка собственной установки стала необходимостью. Специализированное оборудование зарубежного производства имеет чрезвычайно высокую стоимость и в текущих условиях малодоступно. Отечественные промышленные аналоги подобного класса пока не производятся. Поэтому команда учёных и инженеров приняла стратегическое решение о самостоятельной разработке и сборке исследовательского комплекса.
Созданная лабораторная установка отличается высокой конструктивной сложностью и требует прецизионного управления всеми технологическими процессами. В настоящее время проводятся заключительные испытания её основных узлов, после чего начнутся полноценные исследовательские работы. Учёные планируют отработать на этой платформе оптимальные режимы получения активных слоёв из соединений нитридов металлов — ключевых компонентов будущих космических солнечных батарей.
Следующей стратегической задачей является разработка уже промышленной установки, способной обеспечить серийное производство новых солнечных элементов. Планируется, что их выпуск будет организован на производственных мощностях одного из стратегических индустриальных партнёров университета в Ставрополе. Интерес к перспективной разработке уже проявило ведущее предприятие российской космической отрасли, специализирующееся на производстве солнечных батарей. Этот проект наглядно демонстрирует, как академическая наука, объединяясь с промышленностью, создаёт основу для технологического суверенитета страны в критически важной области.
Автор: пресс-служба СКФУ