Солнечные панели больше не ломаются: как "космическая" технология их быстро чинит

Комиссариат по атомной и альтернативной энергетике Франции (CEA) представил мощную технологию самовосстановления для кремниевых солнечных ячеек в космосе, пишет Ines Solaire.

Проблема и инновационное решение

Главный враг солнечных панелей в космосе — это радиация. Постоянная бомбардировка высокоэнергетическими частицами постепенно разрушает структуру фотоэлементов, что приводит к снижению их эффективности и сокращению срока службы спутника. Изначально в космосе применялись кремниевые панели (как на МКС). Вскоре их вытеснили более дорогие, но устойчивые к радиации ячейки на основе элементов III-V группы. Однако по мере роста числа спутниковых групп, требующих тысяч аппаратов, цена стала критическим фактором.

Исследователи нашли способ сделать дешевые кремниевые панели такими же долговечными, как и их продвинутые аналоги. Они запатентовали специальный процесс обработки кремния, который наделяет ячейки способностью к самовосстановлению. Ячейки используют свет и тепло, которые в избытке присутствуют в космосе, для "ремонта" повреждений, нанесенных радиацией. Этот процесс позволяет панелям стабильно поддерживать свою производительность.

В ходе наземных испытаний, имитирующих условия на орбите (облучение электронами), тонкие кремниевые ячейки толщиной 60-90 мкм смогли восстановить 97% своей первоначальной эффективности. Этот результат был подтвержден независимой лабораторией Caltec при рабочей температуре 80°C.

Что будет на практике

Это открытие возвращает массовые кремниевые технологии в космическую отрасль. Если низкая стойкость к радиации останется в прошлом, тысячи спутников для связи или наблюдения за Землей будут запускаться намного дешевле и быстрее. Служить они смогут около 15 лет, и как более дорогие альтернативы.

Организация CEA уже готовит свои фотоэлементы к первому полету для демонстрации технологии в реальных условиях.

Раньше Фокус писал, что фантастические солнечные деревья выдают 6000 кВт⋅ч в год. Устройство под названием SolarBotanic Tree имитирует естественный процесс сбора энергии в природе. Это не обычная солнечная панель, а технология, превращающая задний двор в персональную электростанцию.