Российские ученые улучшили перовскитные солнечные панели для космоса

13 мая 2024
68

Коллектив российских физиков из Черноголовки и Екатеринбурга повысил фото- и радиационную стабильность перовскитных солнечных панелей, что позволяет использовать их в открытом космосе (к примеру, на Международной космической станции) и на спутниках, летающих на околоземной орбите. Такие панели могут заменить более дорогостоящие кремниевые батареи, полагают исследователи. Прослужить они могут от трех до десяти лет. Работа прорывная, так как благодаря ей Россия может стать одной из первых стран, кто выведет в космос перовскитные панели. Описание новых солнечных ячеек и результаты их испытаний ученые опубликовали в Journal of Materials Chemistry A. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проекты № 22-61-00047 и № 22-13-00463).

«Сегодня в открытом космосе используют преимущественно кремниевые солнечные панели, потому что они более устойчивы к сочетанию различных негативных факторов. Однако перовскитные панели имеют серьезные преимущества перед кремниевыми — они проще в изготовлении, дешевле и имеют более высокую радиационную стабильность», — объясняет руководитель группы молекулярной и гибридной электроники ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН Любовь Фролова.

На Земле под действием кислорода, света и длительного нагрева перовскитные ячейки быстро деградируют. В космосе кислорода нет, а периоды нагрева и охлаждения короткие, за это время термодеструкция не успевает произойти, поясняют ученые. Поэтому команде физиков главным образом нужно было решить вопрос фотостабильности — снизить скорость деградации панелей под взаимодействием фотонов. Это удалось сделать за счет добавления европия, что повысило работоспособность перовскитных ячеек одновременно по трем параметрам — свету, гамма-излучению и электронам. В результате показатели по фото- и радиационной стабильности увеличились в 1,5–2 раза.