توسعه پنل خورشیدی جدیدی که می‌تواند خودش را در فضا ترمیم کند

دانشمندان پنل‌های خورشیدی جدیدی ساخته‌اند که می‌توانند در صورت آسیب‌دیدن از تشعشعات فضایی خود را ترمیم و تعمیر کنند. این فناوری به فضاپیماها و ماهواره‌ها کمک خواهد کرد تا مدت بیشتری در فضا بمانند و در برابر صدمات انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشند.

به‌گزارش ساینس‌الرت، پژوهشگران دانشگاه سیدنی و مرکز شتاب‌دهنده علمی استرالیا در شرایط آزمایشگاهی، اثر تابش پروتون در طول ده‌ها و حتی صدها سال را شبیه‌سازی کردند. سپس لایه‌هایی از سلول‌های خورشیدی با ضخامت فوق‌العاده پایین را که برای ماهواره‌ها مناسب است، در این شرایط آزمایش کردند.

نتیجه این بود که مواد حفره انتقال (HTM) در سلول‌های خورشیدی پروسکایت (PSC) نقشی کلیدی در تعیین میزان آسیب وارده و سطح تعمیرپذیری ایفا می‌کردند. HTM حرکت حفره‌ها (غیبت الکترون‌ها) در سلول‌های خورشیدی را تسهیل می‌کند و اجازه می‌دهد تا این سلول‌ها از یکدیگر جدا بمانند و الکتریسیته تولید شود.

ترمیم خودکار پنل خورشیدی در فضا چگونه حاصل می‌شود؟

محققان می‌گویند دو نوع خاص از HTM و یک نوع کنشگر آلایشی (که به HTMها اضافه می‌شود) می‌توانند بهترین مقاومت را در برابر آسیب تابش‌های پروتونی داشته باشند. اگر HTM به دقت پیکربندی شود، حتی می‌توان به قابلیت خودترمیمی در این پنل‌ها دست یافت و راندمان آن‌ها را تا نزدیک 100 درصد افزایش داد.

ترمیم این پنل‌ها از طریق فرایند بازپخت (انیلینگ) یا استفاده از حرارت در فضای خلاء انجام می‌شود که می‌تواند از طریق گرمای خورشید فعال شود. روی کاغذ، تابش‌های خورشید می‌توانند این سلول‌ها را تعمیر و در عین حال انرژی آن‌ها را تأمین کنند.

اگرچه تولید این پنل‌ها هنوز نیازمند تحقیقات بسیار بیشتری است، اما این پژوهش نشان می‌دهد که در آینده احتمالاً می‌توانیم فضاپیماهایی با پنل‌های خورشیدی خودترمیم‌شونده داشته باشیم. این فناوری می‌تواند هزینه و راندمان سفرها و مأموریت‌های فضایی را کاهش دهد.

دانشمندان چند وقتی است که به پنل‌های خورشیدی پروسکایت توجه ویژه‌ای دارند و از آن به‌عنوان یکی از گزینه‌های بالقوه برای استفاده در فضا نام می‌برند. این پنل‌ها سبک و نسبتاً ارزان هستند و با راندمان بالایی می‌توانند تابش‌های خورشید را به برق تبدیل کنند.

نتایج این مطالعه در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است.