Aby zapuścić się w głąb kosmosu, agencje kosmiczne i firmy muszą najpierw pokonać przeszkodę w postaci niezawodnych źródeł zasilania. Krzem i arsenek galu to najczęściej wybierane materiały do budowy ogniw słonecznych, ale pojawia się nowy konkurent: organiczne ogniwa słoneczne. Ogniwa te, wykonane z materiałów na bazie węgla, oferują kilka zalet: są lekkie, elastyczne i potencjalnie tańsze w produkcji. Jednak ich trwałość w trudnych warunkach kosmicznych pozostaje głównym znakiem zapytania.
Jak szkodzi promieniowanie kosmiczne?
Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Michigan zajęło się wpływem promieniowania protonowego – głównego zagrożenia w kosmosie – na organiczne ogniwa słoneczne. Poprzednie badania nad organicznymi ogniwami słonecznymi w kosmosie dotyczyły głównie ich ogólnej wydajności po narażeniu na promieniowanie.
Nowe badanie skupia się na podstawowych mechanizmach molekularnych, które prowadzą do pogorszenia wydajności ogniw. „Półprzewodniki krzemowe nie są stabilne w kosmosie z powodu promieniowania protonowego pochodzącego ze słońca” – powiedział Yongxi Li, pierwszy autor badania. „Testowaliśmy organiczne ogniwa fotowoltaiczne z protonami, ponieważ są one uważane za najbardziej szkodliwe cząstki w kosmosie dla materiałów elektronicznych” – dodał Li.
Czytaj więcej
Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzyli nową, oszczędną technologię galwanizacji. To może być rewolucja w rozwoju organicznych ogniw solarnych.
Arsenek galu jest popularnym wyborem w misjach kosmicznych ze względu na swoją wysoką wydajność. Może przekształcić znaczną część światła słonecznego w energię elektryczną. Ponadto jest odporny na szkodliwe działanie protonów, których jest dużo w kosmosie. Ma jednak również pewne wady. Na przykład arsenek galu jest drogim materiałem w produkcji. Z drugiej strony, podobnie jak krzem, jest stosunkowo ciężki i trudny do zgięcia, co może ograniczać jego zastosowanie w misjach kosmicznych.
