Оценка целостности фотопреобразователей солнечных батарей, применяемых на перспективных космических аппаратах

В системах электропитания космических аппаратов в последнее время широкое применение нашли новые виды первичных источников питания: солнечные батареи (БС) на основе трехкаскадных арсенид-галиевых фотопреобразователей взамен фотопреобразователей на основе кремния. Спецификой данных фотопреобразователей (ФПЗП) является их малая толщина и хрупкость. В результа- те ФПЗП имеют низкую стойкость к внешним механическим воздействиям с образованием трещин. Трещины в ФПЗП приводят к снижению его мощности и, как следствие, к снижению мощности БС в целом. В настоящее время контроль технического состояния БС осуществляется следующими методами: визу- альный метод контроля целостности ФП (определяется целостность ФП и защитного стекла); измерение световой вольт-амперной характеристики БС, метод электролюминесценции. Данные методы не позволяют достоверно и безопасно выявить дефекты в виде скрытых трещин на фо- топреобразователях. Необходим метод, который бы позволял локализовать дефектный ФП и не требовал непосредственного подключения к БС, т. е. бесконтактный метод. Суть предлагаемого метода заключается в том, что при облучении ФП лазерным излучением с длиной вол- ны 0,40-0,55 мкм (область зеленого спектра) возникает люминесценция и ФП излучает свет в красной облас- ти спектра. В АО «ИСС» проводился эксперимент по автоматизированному визуальному осмотру ФП БС на стенде. Стенд имеет движущуюся платформу, способную двигаться вдоль БС как по вертикали, так и по горизонта- ли. На платформе установлены фотокамера и лазер, который излучает свет в зеленой части спектра. Когда платформа устанавливается напротив проверяемого ФП, включается лазер, луч от которого направлен на ФП. Под воздействием лазера возникает фотолюминесценция, и поверхность ФП излучает свет в красной области спектра. Излучение фиксируется фотокамерой для измерения интенсивности спектра люминесцен- ции ФП с помощью программного обеспечения (ПО). Далее, с помощью ПО сравнивают эту величину с величи- ной интенсивности спектра люминесценции, полученной заранее при тестировании эталонного ФП и записан- ной в памяти компьютера. Установка на основе метода фотоэлектролюминесценции позволяет бесконтактно определить наличие дефектов ФП, определить скрытые трещины, снизить влияние человеческого фактора.