Диджитал Новым солнечным панелям не страшна космическая радиация: зачем их подвергли тесту
Исследование предполагает, что органические солнечные элементы, обращенные к Солнцу, потенциально могут самовосстанавливаться при высоких температурах — около 100°C.
Related video
Исследователи из Мичиганского университета (США) изучили воздействие протонной радиации на органические солнечные элементы. Об этом пишет Interesting Engineering.
Предыдущее исследование органических солнечных элементов в космосе в первую очередь изучало их общую эффективность после воздействия радиации. Однако новое исследование углубляется в базовые молекулярные механизмы, которые приводят к ухудшению производительности.
Арсенид галлия может преобразовывать значительную часть солнечного света в электричество. Кроме того, он может выдерживать разрушительное воздействие протонов, которых в космосе предостаточно. Однако у него есть и определенные недостатки — это дорогой материал для производства. С другой стороны, как и кремний, он относительно тяжелый и его трудно сгибать, что может ограничить его применение в космических миссиях.
Между тем, органические солнечные панели известны своей гибкостью и легкостью. Это делает их привлекательными для космических приложений, где важны вес и способность соответствовать изогнутым поверхностям.
Интересно, что исследование показало, что органические солнечные элементы, изготовленные из малых молекул, обладают высокой устойчивостью к протонному излучению. Элементы не показали никаких повреждений после трех лет воздействия радиации. Однако те панели, которые были изготовлены с использованием более сложных полимерных структур, продемонстрировали значительное снижение эффективности, потеряв около половины своей первоначальной производительности.
Ученые обнаружили, что протонное излучение может разрушать химические связи внутри полимера, создавая "электронные ловушки", которые препятствуют потоку электричества. От этих "ловушек" можно избавиться, осторожно нагревая ячейки. Это предполагает возможность самовосстанавливающихся солнечных ячеек, которые могли бы эффективно работать в космосе.
Исследование предполагает, что органические солнечные элементы, обращенные к Солнцу, потенциально могут самовосстанавливаться при высоких температурах (около 100°C), что наблюдалось в лабораторных условиях. Но вопросы остаются: например, будет ли этот ремонт все еще иметь место в вакууме космоса? Достаточно ли надежно восстановление для длительных миссий?
В качестве альтернативы исследователи изучают возможность разработки материалов, которые изначально устойчивы к образованию электронных ловушек, ухудшающих производительность.
Напомним, владелец солнечной электростанции из Киевской области Богдан Кушлик наглядно продемонстрировал, почему солнечные панели необходимо чистить от снега.
Также сообщалось, что польские ученые разработали покрытие на основе октасферосиликатов, которое может защитить солнечные панели от обледенения зимой.
