Инновационное защитное покрытие, получившее название «космическая вуаль», создали ученые из Университета Суррея. Оно способно существенно увеличить долговечность перовскитных солнечных элементов, применяемых для получения энергии в космических условиях. Данное изобретение позволяет защитить батареи от деструктивного воздействия солнечной радиации, что открывает перспективы для оснащения спутников и космических аппаратов более легкими, экономичными и эффективными панелями.
Солнечные панели используются для получения электроэнергии с начала XX века, но традиционные модели обладают некоторыми ограничениями, которые препятствуют их масштабному применению на Земле. В то же время, в космических миссиях они остаются главным источником энергии, поскольку исключают необходимость использования топлива. Однако, воздействие агрессивной космической среды быстро снижает их производительность, что заставляет разработчиков искать альтернативные подходы.
Перовскитные солнечные элементы, появившиеся относительно недавно, обладают меньшим весом и демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с традиционными технологиями. Однако, по мнению ученых из Университета Суррея, они остаются чувствительными к воздействию радиации и микрометеоритов.
«Перовскитные солнечные элементы обладают значительным потенциалом для применения в космических аппаратах, однако воздействие различных источников радиации в Солнечной системе представляет для них серьезную проблему, в особенности для органических молекул, являющихся ключевыми компонентами их структуры », — пояснив доктор Джей Сун Юн, один із співавторів дослідження.
Для решения данной проблемы ученые из Университета Суррея, совместно с исследователями из Оксфордского университета, Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) и ряда научных организаций Южной Кореи, создали защитное покрытие на основе пропан-1,3-диаммония йодида (PDAI₂). Этот материал обеспечивает стабилизацию нестабильных молекул в перовскитных элементах, тем самым препятствуя их разрушению под воздействием радиации.
В ходе лабораторных испытаний, моделирующих воздействие космической среды в течение более чем 20 лет, элементы, покрытые защитным слоем, продемонстрировали значительно большую устойчивость к протонному излучению, чем стандартные панели. Результаты тестов показали, что защитное покрытие уменьшает снижение эффективности и сводит к минимуму структурные повреждения.
«Благодаря нашему покрытию, уязвимые компоненты надежно защищены от повреждений, что способствует увеличению их долговечности », — отметил доктор Юн.
Успех проекта был достигнут благодаря международному сотрудничеству, заявил Рави Сильва, директор Института передовых технологий Университета Суррея. « Благодаря объединению опыта различных институтов, нам удалось решить непростую глобальную задачу: создать новое поколение экологически безопасных энергетических технологий для использования в космической отрасли », — сказал он.
Исследование опубликовано в журнале .