科學家開發出可逆轉輻射損傷影響的自修復太陽能電池板
澳大利亞悉尼大學的科學家們開發出了一種具有自我修復功能的太陽能電池板,可大幅延長軌道衛星的壽命。這種太陽能電池板採用的是一種鈣鈦礦,由於其獨特的性能,被一些人譽為”神奇材料”。
幾十年來,衛星一直依賴太陽能電池板,利用光伏電池將太陽光轉化為電能,但某些類型的輻射損傷會導致太陽能電池板的效率每年下降高達10%。按照這個速度,用不了多久,它們就會失去作用,變成太空垃圾。
科學家們發現,當在真空中加熱時,輻射損傷可以在包晶太陽能電池中逆轉。在地球上進行的模擬測試表明,退化的太陽能電池板在升溫後可以恢復到原有效率的100%,而太陽恰好是一個完美的空間加熱器。
悉尼大學ARC 激子科學卓越中心的副研究員Anita Ho-Baillie 教授說,他們希望這項工作所產生的經驗能為未來的太空應用開發出低成本、輕質的太陽能電池。
新衛星的發射規模驚人。截至2023年5月,SpaceX公司已經在軌道上部署了4000多顆Starlink互聯網通信衛星,併計劃總共部署近12000顆衛星。
遺憾的是,這一突破並不能保護衛星和人造物體免受其他太空威脅。例如,去年美國國家航空航天局(NASA)稱,詹姆斯-韋伯望遠鏡(James Webb telescope)被一顆相當大的微流星體擊中。這次撞擊被認為是一次不可避免的偶然事件,但卻對望遠鏡的整體性能造成了”幾乎無法察覺的影響”。
研究小組在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)雜誌上發表了一篇論文,題為”孔傳輸材料及其摻雜劑對7兆電子伏質子輻照後超薄基底上的過氧化物太陽能電池的穩定性和可恢復性的影響”,詳細介紹了他們的研究結果。