Инженеры представили новую технологию создания фотогальванических элементов. Солнечные панели на основе арсенида галлия в несколько раз тоньше традиционных, вырабатывают такое же количество энергии, но при этом устойчивы к космическому излучению. Разработка поможет продлить срок работы батарей спутников.
Исследователи использовали полупроводниковый арсенид галлия для создания двух типов фотоэлектрических устройств. Один из них представлял собой конструкцию на кристалле, созданную путем наложения различных материалов друг на друга. Клетки включали ультратонкий слой светопоглощающего газа, который является ключом к их устойчивости к радиации.
Во-втором случае дополнительно использовалось серебряное заднее зеркало для улучшения поглощения света. Толщина обоих устройств не превышала 120 нм. Это примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса.
Схема двух типов элементов. Изображение: Barthel et al., Journal of Applied Physics
Чтобы проверить устойчивость конструкции к внешним воздействиям, исследователи облучили созданные фотогальванические элементы протонами, имитирующими космическое излучение. Тестирование показало, что ультратонкие конструкции гораздо лучше выдерживают внешнее воздействие.
Солнечные батареи нашли широкое применение в космических исследованиях. Однако современные структуры со временем накапливают дефекты под воздействием радиоактивного облучения. При этом выработка электричества снижается.
Исследователи полагают, что новая технология позволит продлить срок действия солнечных панелей и повысит эффективность и продолжительность космических миссий. Кроме того, низкий вес сократит размер полезной нагрузки, а значит и затраты на вывод спутников на орбиту.
