Ученые из Университета Суррея разработали инновационное защитное покрытие, названное ими «космической вуалью», которое может значительно продлить срок службы перовскитных солнечных элементов, используемых для генерации энергии в космосе. Это изобретение способно защитить батареи от разрушительного воздействия солнечной радиации, что открывает новые возможности для оснащения спутников и космических аппаратов более легкими, дешевыми и энергоэффективными панелями.
Солнечные панели применяются для выработки электроэнергии с начала XX века, однако традиционные конструкции имеют ряд ограничений, затрудняющих их широкое использование на Земле. Тем не менее, в космических миссиях они остаются основным источником энергии, поскольку не требуют топлива. Однако суровые условия космоса быстро снижают их эффективность, вынуждая инженеров искать новые решения.
Недавно появились перовскитные солнечные элементы — более легкие и эффективные по сравнению с традиционными аналогами. Но, как отмечают исследователи из Университета Суррея, они по-прежнему уязвимы к радиации и микрометеоритам.
«Перовскитные солнечные элементы перспективны для космоса, но различные источники радиации в Солнечной системе остаются для них серьезной угрозой, особенно для органических молекул, обеспечивающих их работу», — пояснил доктор Джей Сун Юн, соавтор исследования.
Чтобы решить эту проблему, команда ученых из Университета Суррея совместно с коллегами из Оксфордского университета, Университета Нового Южного Уэльса (Австралия), а также нескольких научных учреждений Южной Кореи разработала защитное покрытие на основе пропан-1,3-диаммония йодида (PDAI₂). Этот материал стабилизирует нестабильные молекулы в перовскитных элементах, предотвращая их разрушение под воздействием радиации.
В лабораторных испытаниях, имитирующих более 20 лет пребывания в космосе, обработанные покрытием элементы показали значительно более высокую устойчивость к протонному излучению по сравнению с обычными панелями. Тесты подтвердили, что защитный слой снижает потерю эффективности и минимизирует структурные повреждения.
«Наше покрытие помогает защитить уязвимые компоненты, предотвращая их разрушение и продлевая срок службы элементов», — отметил доктор Юн.
Профессор Рави Сильва, директор Института передовых технологий Университета Суррея, подчеркнул, что успех проекта стал возможен благодаря международному сотрудничеству. «Объединив экспертизу разных институтов, мы смогли решить сложную глобальную задачу — разработать новое поколение экологически чистых энергетических технологий для космоса», — сказал он.
Исследование опубликовано в журнале Joule.
