Cientistas do Instituto Skoltech de Ciência e Tecnologia da Rússia demonstraram uma célula solar com alta estabilidade de radiação. Os cientistas dizem que as células, baseadas em um composto de polímero orgânico, podem ser um forte candidato para atender aos requisitos de alimentar satélites em órbita mais baixa da Terra.
O uso de células solares orgânicas para alimentar satélites pode oferecer uma enorme economia de custos. Imagem: Skoltech
Uma equipe liderada pelo Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia (Skoltech) em Moscou demonstrou uma célula solar orgânica capaz de suportar 6.000 unidades cinzas (Gy) de radiação gama, uma conquista que o instituto diz que é um recorde.
O desempenho gera esperanças de que a célula possa alimentar satélites em órbita próxima à Terra, onde os pesquisadores teorizaram que o dispositivo poderia fornecer vidas úteis operacionais muito além de 10 anos.
As células são descritas no artigo Estabilidade de radiação impressionante de células solares orgânicas baseadas em derivados de fulereno e polímeros conjugados contendo carbazol, publicado na ACS Applied Materials & Interfaces . Os dispositivos são baseados em uma mistura de polímeros à base de carbazol e um derivado de fulereno.
Os testes mostraram que um filme composto desses materiais mantinha mais de 80% de sua eficiência de conversão inicial após a exposição a uma dose máxima absorvida de 6.500 Gy. Os pesquisadores observaram que a NASA estima que os satélites em órbita terrestre geocêntrica estão expostos a uma dose média anual de radiação de 160 Gy, tornando o composto orgânico testado pela equipe da Skoltech um forte candidato a operar efetivamente nesse ambiente por mais de uma década.
Outras vantagens
O artigo observou outras vantagens do uso de PV orgânico para aplicações de satélite, incluindo uma alta relação potência / peso e flexibilidade. "A implantação de velas solares espaciais feitas de células solares plásticas flexíveis representa uma oportunidade atraente para aumentar a potência dos conversores fotoelétricos nos satélites", disse Pavel Troshin, professor da Skoltech, que liderou o grupo de pesquisa.
O mesmo grupo recentemente avaliou um grupo de perovskitas à base de chumbo para aplicações semelhantes e descobriu que as células rapidamente se degradaram sob exposição a 5.000 Gy de radiação. Enquanto isso, um grupo de pesquisa chinês descobriu que a falta de umidade no oxigênio a 35 km da superfície da Terra era uma vantagem para a perovskita.
Os satélites que requerem uma fonte de energia no espaço dependem principalmente de células solares III-V - assim nomeadas porque incorporam elementos desses grupos da tabela periódica. Conceitos alternativos, como PV orgânico e perovskitas, no entanto, potencialmente oferecem uma alternativa muito mais barata.
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