Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
واد معدنی هیدراته از تله های سرد در قطب های ماه امکان پذیر باشد. اگر مکان های پردازش و تولید مواد در کنار تأسیسات استخراج منابع قرار بگیرند، مواد خام باید به منظومه شمسی منتقل شوند. چندین روش برای تأمین نیروی محرکه برای این ماده وجود دارد، در این میان می توان به بادبان های خورشیدی، بادبان های الکتریکی، بادبان های مغناطیسی، رانشگرهای یونی الکترونی یامحرک های جرمیاشاره کرد. در تأسیسات فرآوری مواد، باید از طریق روش هایی مواد ورودی را جذب کرد. موشک هایی که به بار متصل هستند می توانند محتویات را در یک مدار مشابه قرار دهند. از طرف دیگر، اگر بار در یک سرعت پایین تر نسبت به مقصد حرکت کند، می توان آن را با استفاده از یک جرم گیر جمع آوری کرد. این کار شامل یک شبکه بزرگ و انعطاف پذیر است که تکانه جرم را به تأسیسات بزرگ تر منتقل می کند. پس از اینکه مواد در جای خود قرار گرفتند، می توان آن ها را با وسایل مکانیکی یا رانشگرهای کوچک جابجا کرد. مواد را می توان به صورت خام در فرایند ساخت استفاده کرد، همچنین با فرآوری آن ها می توان عنصرهای تشکیل دهنده شان را استخراج کرد. از تکنیک های فرآوری مواد می توان به روش های مختلف شیمیایی،
حرارتی، الکترولیتی و مغناطیسی اشاره کرد. در کوتاه مدت می توان از روش های نسبتاً ساده ای برای استخراج آلومینیوم، آهن، اکسیژن و سیلیکون از منابع قمری و سیارکی استفاده کرد. برخی عناصر که امکانات فرآوری پیشرفته تر نیاز دارند، باید منتظر بمانند تا زیرساخت های تولید فضایی به طور کامل توسعه یابد. ساخت. به دلیل محدودیت هایی که سرعت نور در ایجاد ارتباط ایجاد می کند، تولید در فضا در مکان های دور که دسترسی به منابع دشوار است، به رباتیک کاملاً مستقل یا به یک خدمه انسانی با تمام امکانات زندگی و ایمنی همراه نیاز دارد. اما، اگر این نیروگاه در مداری به دور زمین یا در نزدیکی یک زیستگاه فضایی سرنشین دار قرار گیرد، می توان از دستگاه های تله رباتیک برای انجام برخی کارها که به هوش و انعطاف انسان نیاز دارد استفاده کرد. انرژی خورشیدی یک منبع انرژی در دسترس برای فرایندهای حرارتی فراهم می کند. با استفاده از گرمای انرژی خورشید، می توان موادی را ذوب کرد و از حرارت آن ها برای ساخت سازه های پایدار استفاده کرد. خاک انبوه از ماه یا سیارک ها میزان آب بسیار کمی دارد، لذا با ذوب کردن آن ها می توان مواد شیشه ای بسیار مقاوم تولید کرد. برای ساخت
محل هایی برای سکونت روی ماه یا سایر سیاره ها می توان از این جامدات شیشه ای مقاوم استفاده کرد. انرژی خورشیدی را با استفاده از مجموعه ای از آینه های قابل هدایت می توان در مکان مورد نیاز متمرکز کرد. یکی از عوامل اصلی که فلزات نقش پر رنگی در تولید در فضا ایفا می کنند دردسترس بودن و خواص فیزیکی مطلوب آن ها است. بسیاری از روش های جابجایی فلزات در زمین را می توان برای تولید در فضا نیز به کار برد. تعداد کمی از این روش ها به دلیل محیط ریزگرانشی نیاز به تغییرات قابل توجهی دارند. تولید فولاد سخت شده در فضا عوامل جدیدی را معرفی خواهد کرد. کربن فقط به نسبت کوچکی در مواد سطح ماه ظاهر می شود و باید از جاهای دیگر کربن مورد نیاز تأمین شود. مواد زائد حمل شده توسط انسان از زمین یکی از منابع احتمالی برای تأمین کربن است. برای خاموش کردن و پایین آوردن دمای فولاد آب به اندازه کافی در دسترس نیست لذا به همزنی قوی احتیاج دارد. در گرانش کم ریخته گری فولاد یک فرایند دشوار است که به فرآیندهای حرارتی و تزریق ویژه یا شکل دهی چرخشی نیاز دارد. گرمایش را می توان با استفاده از نور خورشید همراه با بخاری های الکتریکی تأمین کرد. برای جلوگیری از
ایجاد حفره ها در هنگام سرد شدن و جمع شدن فولاد باید فرایند ریخته گری را مدیریت کرد. چاپ سه بعدی در فضا. چاپ سه بعدی در فضا دارای مزایای بسیاری نسبت به تولید در زمین است. با فناوری های چاپ سه بعدی، دیگر نیاز به ارسال ابزار و تجهیزات از زمین به فضا نیست، فضانوردان این امکان را دارند که مستقیماً ابزار تجهیزات مورد نیاز خود را بسازند. چاپ سه بعدی چاپ گرهای سه بعدی برای تولید در فضا که در سال ۲۰۱۴ در ایستگاه فضایی بین المللی راه اندازی شدند، به طور خاص برای کار در محیط هایی با گرانش صفر یا بسیار کم طراحی شده اند. از مزایای چاپ سه بعدی در فضا می توان به سفارشی سازی آسان، حداقل ضایعات مواد خام، قطعات بهینه شده، زمان تولید سریع تر، الکترونیک یکپارچه، تعامل انسانی محدود و گزینه ای برای اصلاح فرایند چاپ اشاره کرد. علاوه بر این چاپ سه بعدی در فضا می تواند در چاپ وعده های غذایی نقش ایفا کند. فناوری برنامه غذایی پیشرفته ناسا هم اکنون در حال بررسی شرایط و امکان چاپ مواد غذایی به منظور بهبود کیفیت غذا، محتوای مواد مغذی و تنوع است. محصولات. گمان می شود محصولاتی مفید وجود دارد که می توان آن ها را در فضا تولید کرد و به منفعت ا
قتصادی رسید. برای تعیین بهترین کالاها برای تولید و یافتن روش های تولید کارآمد باید تحقیق و بررسی صورت بگیرد. محصولات زیر کاندیدای اولیه احتمالی در نظر گرفته می شوند: با توسعه زیرساخت ها و کاهش هزینه های مونتاژ، بخشی از ظرفیت تولید را می توان به سمت توسعه تأسیسات گسترده در فضا، از جمله کارخانه های تولیدی در مقیاس بزرگ تر هدایت کرد. این کارخانه های تولیدی در فضا به استفاده از برخی مواد موجود روی ماه و دیگر سیارک ها احتیاج دارند، بنابراین توسعه پایگاه های معدنی نیز اهمیت دارد و دنبال می شود. سنگ محصولی ساده است و یکی از حداقلی ترین کاربردهای آن محافظت در برابر تشعشعات است، همچنین یکی دیگر از کاربردهای آن استخراج عناصر حاصل از فرآوری آن برای کاربردهای گوناگون است. سرامیک هایی که از خاک ماه یا سیارک ها ساخته می شوند را می توان برای اهداف مختلفی در زمینه ساخت و تولید به کار گرفت. این کاربردها شامل عایق های مختلف حرارتی و الکتریکی، مانند سپرهای حرارتی برای محموله هایی است که به سطح زمین ارسال می شوند. از فلزات برای مونتاژ انواع محصولات مفید، از جمله ظروف مهر و موم شده (مانند مخازن و لوله ها)، آینه برای متمرکز کردن ن
ور خورشید و رادیاتورهای حرارتی استفاده می شود. به کارگیری فلزات در دستگاه های الکتریکی نیاز به عایق بندی شدن سیم ها ی الکتریکی دستگاه را دارد؛ بنابراین یک ماده عایق انعطاف پذیر مانند پلاستیک یا فایبرگلاس مورد نیاز است. پنل های خورشیدی که از محصولات قابل توجه تولید در فضا می تواند باشد. در فضا می توان آرایه های انرژی خورشیدی گسترده را ساخت و مونتاژ کرد. با توجه به اینکه سازه این پنل های خورشیدی احتیاجی به تحمل نیروهایی که روی زمین به آن وارد می شود ندارد، آرایه هایی عظیم از پنل های خورشیدی را می توان از مقادیر نسبتاً کم تری از مواد ایجاد کرد. سپس انرژی تولید شده می تواند برای تأمین انرژی تأسیسات تولیدی، سکونت گاه های فضایی، فضاپیماها و پایگاه های ماه مورد استفاده قرار گیرد و حتی می تواند با امواج مایکروویو به جمع کننده های روی زمین ارسال شود. از دیگر امکانات تولید در فضا می توان به پیشرانه ها و برخی قطعات تعمیری برای فضاپیماها و محل سکونت در فضا و همچنین کارخانه های بزرگتر اشاره کرد. در نهایت، تأسیسات تولید فضا به طور فرضی می توانند تقریباً خودکفا شوند و تنها به واردات حداقلی از زمین نیاز دارند. محیط ریزگرانشی
امکان های جدیدی را در ساخت و ساز در مقیاس عظیم، از جمله مهندسی در مقیاس بزرگ، فراهم می کند. این پروژه های آینده ممکن است به طور بالقوه آسانسورهای فضایی، مزارع عظیم آرایه خورشیدی، فضاپیماهای با ظرفیت بسیار بالا و زیستگاه های چرخشی را که قادر به حفظ جمعیت ده ها هزار نفر در شرایط مشابه زمین هستند، جمع آوری کند. چالش ها. با این فرض که بتوان بر موانع ساخت و تولید در فضا غلبه کرد انتظار می رود تولید انواع محصولات در فضا مفید باشد. مهم ترین هزینه، غلبه بر موانع انرژی برای تقویت مواد در مدار است. هنگامی که این مانع در هزینه هر کیلوگرم به طور قابل توجهی کاهش یابد، هزینه ورود به تولید در فضا کاهش یافته و این امر می تواند آن را برای کارآفرینان بسیار جذاب تر کند. پس از پرداخت هزینه های سنگین مونتاژ تأسیسات معدن و تولیدی، تولید باید از نظر اقتصادی سودآور باشد تا بتواند خودکفا شود و برای جامعه مفید باشد برای بهره وری اقتصادی از ساخت و تولید در فضا، مواد اولیه مورد نیاز باید با حداقل هزینه انرژی تأمین شود. هزینه حمل و نقل فضایی با تغییر در سرعت مورد نیاز برای حرکت از سایت های معدن به کارخانه های تولیدی ارتباط دارد. آوردن م
واد به مدار زمین از اجسامی مانند سیارک های نزدیک به زمین، فوبوس، دیموس یا سطح ماه به زمان بسیار کمتری نسبت به پرتاب از خود زمین، با وجود فواصل بیشتر، نیاز دارد. این امر باعث می شود این مکان ها از نظر اقتصادی به عنوان منابع مواد اولیه جذاب باشند.
لامپ گوگردی یک سیستم روشنایی بدون الکترود بسیار کارآمد با طیف کامل است که نور آن توسط پلاسمای گوگردی که توسط تشعشعات مایکروویو برانگیخته شده است تولید می شود. آنها نوع خاصی از لامپ های پلاسما و یکی از مدرن ترین آنها هستند. این فناوری در اوایل دهه ۱۹۹۰ به وجود آمد، اما اگرچه در ابتدا بسیار امیدوارکننده به نظر می رسید، نورپردازی گوگردی یک شکست تجاری در اواخر دهه ۱۹۹۰ بود. از سال ۲۰۰۵، دوباره لامپ ها برای استفاده تجاری ساخته می شوند. سازوکار. لامپ گوگردی شامل یک لامپ کوارتز ذوب شده به اندازه یک توپ گلف (۳۰ میلی متر) می باشد که حاوی چند میلی گرم پودر گوگرد و گاز آرگون در انتهای یک دوک شیشه ای نازک است. لامپ در یک قفس توری آهنی با تشدید مایکروویو محصور شده است. یک مگنترون، شبیه به نمونه هایی که در اجاق های مایکروویو خانگی وجود دارد، لامپ را از طریق یک موجبر با امواج مایکروویو ۲٫۴۵ گیگاهرتز بمباران می کند. انرژی مایکروویو گاز را تا فشار پنج اتمسفر تحریک می کند که به نوبه خود گوگرد را تا درجه زیادی گرم می کند و پلاسمای درخشانی را تشکیل می دهد که ظرفیت روشن کردن یک منطقه بزرگ را دارد. از آنجایی که لامپ به میزان قابل
توجهی گرم می شود، ممکن است فراهم کردن خنک کننده هوای برای جلوگیری از ذوب شدن آن باشد ضروری باشد. لامپ معمولاً در کانون یک بازتابنده سهموی قرار می گیرد تا تمام نور را در یک جهت هدایت کند. تحریک گوگرد با استفاده از الکترودهای سنتی غیرممکن خواهد بود زیرا گوگرد با هر الکترود فلزی به سرعت واکنش داده و آن را از بین می برد. یک اختراع که انتظار دارد از الکترودهای پوشیده شده استفاده کند در چشم انداز آینده در زیر مورد بحث قرار گرفته است. عدم وجود الکترودها امکان استفاده از مواد مولد بیشتری را نسبت به لامپ های سنتی فراهم می کند. عمر طراحی لامپ تقریباً ۶۰۰۰۰ ساعت است. عمر طراحی مگنترون توسط شرکت آلمانی/انگلیسی plasma international بهبود یافته است، بنابراین می تواند برای همان مدت دوام بیاورد. زمان گرم شدن لامپ گوگرد، حتی در دمای پایین محیط به طور قابل توجهی کوتاهتر از سایر لامپ های تخلیه گاز است، به استثنای لامپ های فلورسنت. این لامپ در عرض ۲۰ ثانیه به ۸۰ درصد حداکثر شار نوری خود می رسد و لامپ می تواند تقریباً پنج دقیقه پس از قطع برق مجدداً راه اندازی شود. نمونه اولیه لامپ ها ۵٫۹ کیلووات بود، با راندمان سیستم ۸۰ لومن بر و
ات. اولین مدل های تولیدی ۹۶٫۴ لومن بر وات بودند. مدل های بعدی قادر بودند فن خنک کننده را حذف کنند و کارایی نوری را تا ۱۰۰ لومن بر وات افزایش دهند. کیفیت نور ساطع شده. پلاسما گوگرد عمدتاً شامل مولکول های دایمر (S 2) می باشد، که از طریق انتشار مولکولی نور تولید می کند. برخلاف انتشار اتمی، طیف انتشار در سراسر طیف مرئی پیوسته است. ۷۳ درصد از تابش ساطع شده در طیف مرئی است، مقدار کمی در محدوده فروسرخ و کمتر از ۱ درصد در محدوده ماوراء بنفش است. خروجی طیفی در ۵۱۰ نانومتر به اوج می رسد و به نور، رنگ سبز می دهد. دمای رنگ همبسته حدود ۶۰۰۰ کلوین با CRI 79 است. نور لامپ را می توان تا ۱۵٪ کاهش داد بدون اینکه بر کیفیت نور تأثیر بگذارد. می توان از فیلتر سرخابی استفاده کرد تا به نور حس گرمتری بدهد. چنین فیلتری بر روی لامپ های موزه ملی هوا و فضا در واشینگتن دی سی استفاده شده بود افزودن سایر مواد شیمیایی به لامپ ممکن است بازتاب رنگ را بهبود بخشد. لامپ های گوگردی با کلسیم برومید (CaBr 2) اضافه شده، طیف مشابهی به علاوه یک سنبله در طول موج های قرمز در ۶۲۵ نانومتر تولید می کنند. می توان از سایر افزودنی ها مانند لیتیوم یدید (LiI) و
سدیم یدید (NaI) برای اصلاح طیف خروجی استفاده کرد. تاریخچه. این فناوری توسط مهندس مایکل آوری، فیزیکدان چارلز وود و همکارانشان در سال ۱۹۹۰ طراحی شد. با پشتیبانی وزارت انرژی ایالات متحده، در سال ۱۹۹۴ توسط شرکت Fusion Lighting در راک ویل مریلند، که یک شاخه فرعی از بخش Fusion UV از Fusion Systems Corporation است، بیشتر توسعه یافت. منشأ آن در منابع نور تخلیه مایکروویو است که برای پخت فرابنفش در صنایع نیمه هادی و چاپ استفاده می شود. بخش Fusion UV بعداً به Spectris plc فروخته شد و بقیه سیستم های ذوب بعداً توسط Eaton Corporation خریداری شد. تنها دو مدل تولیدی، هر دو با مشخصات مشابه توسعه یافتند: Solar 1000 در سال ۱۹۹۴ و Light Drive 1000 در سال ۱۹۹۷، که نسخه اصلاح شده از مدل قبلی بود. تولید این لامپ ها در سال ۱۹۹۸ به پایان رسید. شرکت Fusion Lighting در فوریه ۲۰۰۳ پس از مصرف حدود ۹۰ میلیون دلار سرمایه در سرمایه گذاری ریسکی، مکان Rockville, MD خود را تعطیل کرد. مجوز ثبت اختراع آنها به گروه LG داده شد. بایگانی اینترنت یک کپی از وب سایت منحل شده Fusion Lighting دارد. لامپ های آنها در بیش از صد مرکز در سراسر جهان نصب شده بو
د، اما بسیاری از آنها قبلاً حذف شده اند. در سال ۲۰۰۱، شرکت Ningbo Youhe New Lighting Source Co، در نینگبو چین، نسخه ای از لامپ گوگردی خود را تولید کرد. وب سایت این شرکت دیگر فعال نیست و ممکن است از کار افتاده باشد، اما اطلاعات مربوط به این لامپ ها از نسخه آرشیو شده آن در آرشیو اینترنت موجود است. در سال ۲۰۰۶، شرکت ال جی الکترونیکس تولید لامپ های گوگردی خود به نام سیستم نورپردازی پلاسما (PLS) را آغاز کرد. لامپ های گوگردی در دهه ۲۰۱۰ با نام Wasp 1000 توسط Hive Lighting تولید می شدند. می توان آن را با قفسه ای که لامپ شیشه ای را احاطه کرده است شناسایی کرد. بعداً تولید آن متوقف شد. تداخل الکترومغناطیسی. مگنترون های داخل این لامپ ها ممکن است باعث تداخل الکترومغناطیسی در طیف بی سیم ۲٫۴ گیگاهرتز شوند، که توسط وای-فای، تلفن های بی سیم و رادیو ماهواره ای در آمریکای شمالی استفاده می شود. رادیوهای ماهواره ای سیریوس و XM از ترس تداخل در پخش خود، از کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده (FCC) درخواست کردند تا شرکت Fusion Lighting را مجبور کند تا انتشارات الکترومغناطیسی لامپ های خود را تا ۹۹٫۹٪ کاهش دهد. در سال ۲۰۰۱، شرکت Fusi
on Lighting پذیرفت که محافظ فلزی در اطراف لامپ های خود نصب کند تا انتشارات الکترومغناطیسی را تا ۹۵ درصد کاهش دهد. در مه ۲۰۰۳، کمیسیون فدرال ارتباطات ایالات متحده آمریکا روندی را خاتمه داد که محدودیت های انتشار خارج از باند را برای چراغ های فرکانس رادیویی که در ۲٫۴۵ گیگاهرتز کار می کردند تعریف می کرد. آنها اعتقاد داشتند که سابقه این روند منسوخ شده است و Fusion Lighting کار بر روی چنین لامپ هایی را متوقف کرده است. دستور به نتیجه رسید: مسائل زیست محیطی. برخلاف لامپ های فلورسنت و تخلیه با شدت بالا، لامپ های گوگردی فاقد جیوه هستند. بنابراین، لامپ های گوگردی نه تهدیدی برای محیط زیست ایجاد می کنند و نه نیاز به دفع خاصی دارند. علاوه بر این، استفاده از لامپ های گوگردی پتانسیل این را دارد که کل انرژی مورد نیاز برای روشنایی را کاهش دهد. سیستم های توزیع نور. از آنجایی که مقدار نور تولید شده از یک لامپ بسیار زیاد است، معمولاً لازم است نور در مناطق دور از لامپ توزیع شود. رایج ترین روش مورد استفاده لوله های نور است. لوله های نور. لوله نور 3M یک استوانه دراز، شفاف و توخالی با سطح منشوری است که توسط شرکت 3M ساخته شده است که ن
ور را به طور یکنواخت در طول آن توزیع می کند. طول لوله های نور می تواند تا باشد و در محل از واحدهای کوتاه تر و مدولار مونتاژ می شوند. لوله نور به بازتابنده سهموی لامپ گوگرد متصل می شود. برای لوله های کوتاه تر، یک آینه در انتهای دیگر وجود دارد. برای لامپ های طولانی تر، یک لامپ در هر انتها وجود دارد. ظاهر کلی یک لوله نور شبیه به یک لوله فلورسنت غول پیکر است. یک لامپ گوگرد با لوله نور می تواند جایگزین ده ها لامپ HID شود. در موزه ملی هوا و فضا، سه لامپ، هر کدام با لوله ای به طول ، جایگزین ۹۴ لامپ HID شدند و در عین حال میزان نور منتشر شده را به شدت افزایش داد. کاهش بسیار زیاد لامپ ها ممکن است تعمیر و نگهداری را ساده کرده و هزینه های نصب را کاهش دهد، اما ممکن است به یک سیستم پشتیبان برای مناطقی که روشنایی در آنها حیاتی است نیز نیاز داشته باشد. لوله های نور این امکان را به لامپ می دهند تا برای تعمیر و نگهداری، در محلی که به راحتی در دسترس است قرار گیرد و از مکان هایی که گرمای لامپ ممکن است مشکل ساز باشد، دور باشد. بازتابنده های ثانویه. بازتابنده ثانویه ساختاری با سطح آینه ای است که مستقیماً در مسیر پرتو نور هنگام خرو
ج از بازتابنده اولیه سهموی لامپ قرار می گیرد. یک بازتابنده ثانویه می تواند هندسه پیچیده ای داشته باشد که به آن این امکان را می دهد که نور را شکسته و به جایی که می خواهد هدایت کند. همچنین می تواند نور را روی یک شی متمرکز کند یا آن را برای روشنایی عمومی پخش کند. در فرودگاه Sundsvall-Härnösand در نزدیکی Sundsvall سوئد، روشنایی باند فرودگاه توسط لامپ های گوگردی نصب شده بر روی برج هایی با ارتفاع ۳۰ متر تأمین می شود. لامپ ها به سمت بالا هدایت می شوند و نور خود را به بازتابنده های ثانویه بال شکل می تابانند که نور را به بیرون پخش کرده و به سمت پایین هدایت می کنند. به این ترتیب یک لامپ می تواند منطقه ای را به ابعاد روشن کند. در دفتر مرکزی DONG Energy، یک شرکت انرژی در دانمارک، یک لامپ گوگردی نور خود را بر روی تعداد زیادی بازتابنده و پخش کنندهٔ آینه ای هدایت می کند تا سالن ورودی و همچنین چندین مجسمه در خارج از ساختمان را روشن کند. در ورودی بیمارستان دانشگاه در لوند سوئد، بازتابنده های ثانویه روی سقف با لایه های انعکاسی پوشیده شده اند، اما به گونه ای شکل داده شده اند که از هرگونه تابش خیره کننده ای جلوگیری می کنند. علاو
ه بر این، از آنجایی که این لایه ها دارای ساختار سطحی میکرو منشوری هستند که پرتوها را می شکافد، ریسک مشکلات تابش نور خیره کننده به میزان بیشتری کاهش می یابد. اینکه بازتابنده ها منبع نور را از چشم هر کسی که به طور اتفاقی به آنها نگاه می کند دور می کند، به از بین بردن بیشتر مشکلات تابش خیره کننده کمک می کند. نور غیر مستقیم. وسایل غیر مستقیم بیشتر شار نوری خود را به سمت سقف هدایت می کنند. یک سقف بسیار بازتابنده می تواند به عنوان منبع ثانویه برای نورپردازی پراکنده، با درحشندگی کم و کیفیت بصری بالا برای فضاهای داخلی باشد. مزیت اصلی نورپردازی غیرمستقیم، امکان کاهش قابل ملاحظه پتانسیل تابش نور خیره کننده و حذف کامل مشاهده مستقیم منبع است. در ساختمان دفتر مرکزی منطقه شهری ساکرامنتو (SMUD)، دو لامپ گوگردی در بالای کیوسک های ایستاده نصب شده بود. سقف ۴٫۲ متری (۱۳ فوت و ۹ اینچ) با بازتاب بالا (۹۰٪)، توسط سقف کاذب سفید عایق صوتی مقاوم سازی شد. لامپ ها نور خود را به سمت بالا هدایت می کنند و نور غیر مستقیم از سقف منعکس می شود. می توان با انتخاب عناصر بازتابنده مختلف الگوهای پرتوهای باریک، متوسط یا عریض را ایجاد کرد. نورپرداز
ی مستقیم. لوله های نور در کاربردهایی مانند نورپردازی استادیوم، که در آن می توان یک وسیله ساده را به اندازه ای بالا نصب کرد که نور بتواند در یک منطقه بزرگ پخش شود، ضروری نیست. تأسیسات در پایگاه نیروی هوایی هیل شامل لامپ هایی با لوله های نور و همچنین وسایل نور پایین است که در بالای آشیانه هواپیما نصب شده اند. فیبرهای نوری. فیبرهای نوری به عنوان یک سیستم توزیع برای لامپ های گوگردی مورد مطالعه قرار گرفته اند، اما هیچ سیستم عملی تاکنون تجاری سازی نشده است. استفاده های دیگر. از لامپ های گوگردی می توان به عنوان منبع نور در ابزارهای علمی استفاده کرد. چشم انداز آینده. ساخت یک منبع مایکروویو مقرون به صرفه، کارآمد و با عمر طولانی یک مانع فنی برای کاهش هزینه و موفقیت تجاری است. نمونه های اولیه لامپ ها فقط با توان بالا (۱۰۰۰+ وات) موجود بودند، که مانع پذیرش آنها در کاربردهایی شد که نیازهای نور خروجی زیاد نبود. لامپ گوگردی در مورد عمر مگنترون و موتوری که لامپ را می چرخاند و صدای فن خنک کننده مشکل دارد. از آنجایی که بیشتر لامپ های گوگردی دارای قطعات متحرک هستند، اعتبار همچنان یک مسئله حیاتی است، و نگهداری سیستم ممکن است مان
ع پذیرش بازار شود، با این حال لامپ های با طراحی جدیدتر که دیگر نیازی به خنک کننده فعال ندارند، به صورت تجاری موجود هستند. محققان در رفع نیاز به چرخش لامپ با استفاده از مایکروویوهای قطبی دایره ای برای چرخاندن ترشحات پلاسما به جای آن موفقیت هایی کسب کرده اند. آزمایش های دیگر از یدید سدیم، اسکاندیم یدید، ایندیم monobromide (InBr), یا تلوریوم به عنوان وسیله تولید نور استفاده کرده اند. تأسیسات برجسته. بسیاری از راه اندازی های لامپ ها فقط برای اهداف آزمایشی بوده اند، اما مکان هایی باقی مانده اند که لامپ ها به عنوان منبع روشنایی اصلی استفاده می شوند. شاید قابل مشاهده ترین آنها دهلیزهای شیشه ای در موزه ملی هوا و فضا باشد.
سیلیسیم تک بلورین یا سیلیکون تک بلورین که اغلب سیلیسیم تک بلوری نامیده می شود، به طور خلاصه تک-اس آی یا، ماده پایه برای اجزای گسسته مبتنی بر سیلیسیم و مدارهای مجتمع است که تقریباً در تمام تجهیزات الکترونیکی نوین استفاده می شود. تک-اس آی همچنین به عنوان یک ماده فتوولتائیک و جذب کننده نور در ساخت سلول های خورشیدی عمل می کند. از سیلیسیم تشکیل شده است که در آن شبکه براوه کل جامد پیوسته، تا لبه های آن شکسته نشده و عاری از هر گونه مرز دانه ای است. تک-اس آی را می توان به عنوان یک نیم رسانای ذاتی که فقط از سیلیسیم بسیار خالص تشکیل شده است تهیه کرد، یا می توان آن را با افزودن عناصر دیگری مانند بور یا فسفر برای ساخت سیلیسیم نوع p یا نوع n ذوب کرد. سیلیسیم تک بلورین به دلیل خواص نیم رسانا آن، شاید مهم ترین ماده تکنولوژیکی چند دهه اخیر باشد زیرا در دسترس بودن آن با هزینه مقرون به صرفه برای توسعه افزاره های الکترونیکی ضروری بوده است. که انقلاب امروزی الکترونیک و فناوری اطلاعات مبتنی بر آن است. سیلیسیم تک بلورین با سایر دگرشکلی ها مانند سیلیسیم آمورف نابلوری - که در سلول های خورشیدی لایه نازک استفاده می شود و سیلیکون چندبل
ورین که از بلورهای کوچکی به نام بلورک تشکیل شده است، متفاوت است. تولید. سیلیسیم تک بلور معمولاً با یکی از چندین روش ایجاد می شود که شامل ذوب سیلیسیم با درجه خلوص بالا و نیم رسانا (فقط چند قسمت در میلیون ناخالصی) و استفاده از یک بذر بلور برای شروع تشکیل یک بلور منفرد پیوسته است. این فرایند معمولاً در یک اتمسفر بی اثر مانند آرگون و در یک بوته بی اثر مانند کوارتز انجام می شود تا از ناخالصی هایی که بر یکنواختی کریستال تأثیر می گذارد جلوگیری شود. متداول ترین روش تولید، روش فرایند چکرالسکی که یک بذر بلور که دقیقاً روی میله نصب شده است را در سیلیسیم مذاب فرومی کند. سپس میله به آرامی به سمت بالا کشیده می شود و به طور همزمان می چرخد و به مواد کشیده شده اجازه می دهد تا به شکل یک شمش استوانه ای تک بلورین به طول ۲ متر و وزن چند صد کیلوگرم جامد شوند. میدان های مغناطیسی نیز ممکن است برای کنترل و سرکوب جریان آشفته اعمال شوند و یکنواختی بلورش را بیشتر بهبود بخشند. روش های دیگر عبارتند از ذوب ناحیه ای، که یک میله سیلیسیم چندبلورین را از طریق یک سیم پیچ گرمایش فرکانس رادیویی عبور می دهد که یک ناحیه مذاب موضعی ایجاد می کند، که
از آن یک شمش کریستال بذر رشد می کند، و فرایند بریجمن-استوکبرگ، که بوته را از یک گرادیان دما حرکت می دهد تا از انتهای آن خنک شود. ظرف حاوی دانه شمش جامد هستند و سپس به نازک ورقه ویفر طی فرآیندی به نام ویفرسازی. پس از پردازش پس از ویفرسازی، ویفرها آماده استفاده در ساخت هستند. در مقایسه با ریخته گری شمش های چندبلورین، تولید سیلیسیم مونو کریستال بسیار کند و گران است. با این حال، تقاضا برای سیلیسیم تک بلورین به دلیل خواص الکترونیکی برتر همچنان در حال افزایش است - فقدان مرزهای دانه اجازه می دهد تا جریان حامل بار بهتری داشته باشد و تولید و بازترکیب حامل باعث بهبود عملکرد مدارهای مجتمع و فتوولتائیک می شود. در الکترونیک. کاربرد اصلی سیلیسیم تک بلورین در تولید قطعات الکترونیکی و مدارهای مجتمع است. شمش های ساخته شده به روش چکرالسکی به صفحه هایی به ضخامت حدود ۰٫۷۵ میلی متر برش داده می شوند و صیقل داده می شود تا یک بستر منظم و مسطح به دست آید، که افزاره های میکروالکترونیک از طریق فرایندهای مختلف ریزساخت ساخته می شوند، مانند آلایش یا کاشت یون، زدایش، لایه نشانی مواد مختلف، و الگوبرداری طرح نگار نوری. یک کریستال پیوسته برای
الکترونیک بسیار مهم است، زیرا مرزهای دانه، ناخالصی ها و ناکاملی بلوری می توانند به طور قابل توجهی بر خواص الکترونیکی محلی مواد تأثیر بگذارند، که به نوبه خود بر عملکرد، عملکرد و قابلیت اطمینان افزاره های نیم رسانا با تداخل در عملکرد صحیح آنها تأثیر می گذارد. برای مثال، ساختن افزاره های یکپارچه سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) که در آن میلیاردها مدار مبتنی بر ترانزیستور، که همگی باید به طور قابل اعتمادی عمل کنند، در یک تراشه واحد ترکیب شوند، عملاً ناممکن خواهد بود. یک ریزپردازنده را تشکیل می دهند. به این ترتیب، صنعت الکترونیک سرمایه گذاری هنگفتی در تأسیسات تولید تک بلورهای بزرگ سیلیکون کرده است. در سلول های خورشیدی. سیلیسیم تک بلورین نیز برای افزاره های فتوولتائیک با کارایی بالا (PV) استفاده می شود. از آنجایی که در مقایسه با کاربردهای میکروالکترونیک، تقاضاهای سخت گیرانه تری در مورد عیوب ساختاری وجود دارد، سیلیکون درجه خورشیدی با کیفیت پایین تر (Sog-Si) اغلب برای سلول های خورشیدی استفاده می شود. با وجود این، صنعت فتوولتائیک سیلیسیمی تک بلورین از توسعه روش های تولید سریع تر تک-اس آی برای صنعت الکترونیک سود زیادی
برده است. سهم بازار. سیلیسیم تک بلورین به عنوان دومین شکل متداول فناوری PV، تنها پس از خواهر خود، سیلیسیم پلی کریستال، رتبه بندی می شود. با توجه به نرخ تولید به طور قابل توجهی بالاتر و به طور پیوسته کاهش هزینه های پلی سیلیسیم، سهم بازار تک-اس آی کاهش یافته است: در سال ۲۰۱۳، سلول های خورشیدی تک بلورین ۳۶٪ سهم بازار را داشتند که ظرفیت تولید فتوولتائیک به ۱۲٫۶ گیگاوات تبدیل شد. اما سهم بازار تا سال ۲۰۱۶ به زیر ۲۵ درصد کاهش یافته بود. با وجود کاهش سهم بازار، ظرفیت PV معادل ۲۰٫۲ تک-اس آی، GW تولید شده در سال ۲۰۱۶ بود. نشان دهنده افزایش قابل توجهی در تولید کلی فناوری های فتوولتائیک است. بازدهی. در آزمایشگاه راندمان سلول تک پیوندی ثبت شده است، سیلیسیم تک بلورین بالاترین راندمان تبدیل تأیید شده را در بین تمام فناوری های PV تجاری، بالاتر از چند-اس آی (22.3%) و فناوری های لایه نازک ثابت مانند سلول های سی آی جی اس (۲۱٫۷٪) دارد. سلول های CdTe (21.0%)، و سلول های سیلیسیم آمورف (۱۰٫۲٪). راندمان ماژول خورشیدی برای تک-اس آی که همیشه کمتر از سلول های مربوط به آنها است در نهایت از مرز ۲۰٪ در سال ۲۰۱۲ عبور کرد و در سال ۲۰۱۶ به
۲۴٫۴٪ رسید. راندمان بالا تا حد زیادی به عدم وجود مکان های بازترکیب در تک بلور و جذب بهتر فوتون ها به دلیل رنگ سیاه آن نسبت به رنگ آبی مشخصه پلی سیلیسیم نسبت داده می شود. از آنجایی که سلول های سیلیسیم تک بلورین نسبت به نمونه های پلی کریستالی خود گران تر هستند، برای کاربردهایی که ملاحظات اصلی محدودیت های وزن یا مساحت در دسترس است، مانند فضاپیماها یا ماهواره هایی که با انرژی خورشیدی کار می کنند، مفید هستند، جایی که می توان کارایی را از طریق ترکیب با آنها بهبود بخشید. فناوری های دیگر، مانند سلول های خورشیدی چندلایه. ساخت. علاوه بر نرخ پایین تولید، نگرانی هایی در مورد مواد هدر رفته در فرایند تولید نیز وجود دارد. ایجاد پنل های خورشیدی کارآمد در فضا مستلزم برش ویفرهای دایره ای (محصول شمش های استوانه ای شکل گرفته از فرایند چکرالسکی) به سلول های هشت ضلعی است که می توانند نزدیک به هم بسته شوند. مواد باقیمانده برای ایجاد سلول های PV استفاده نمی شود و با بازگشت به تولید شمش برای ذوب، دور ریخته می شود یا بازیافت می شود. علاوه بر این، حتی سلول های سیلیسیم تک بلورین می توانند اکثر فوتون ها را در ۲۰ میکرومتر از سطح فرورفته ج