В настоящее время космические миссии используют либо кремниевые, либо многопереходные солнечные элементы.
Высокооднородный фотоэлектрический материал CdTe, осажденный с помощью близкорасположенной душевой головки MOCVD.
Доктор Дэн Лэмб
Ученые работают над проектом, который может преобразовать солнечную энергию в космосе с помощью легких солнечных элементов из теллурида кадмия (CdTe) на сверхтонком стекле. Технология может произвести революцию в энергетических системах для спутников и космического производства.
Исследователи из университетов Лафборо и Суонси показали, что новая технология CdTe-на-стекле предлагает более легкую, дешевую и высокоустойчивую к радиации альтернативу, нацеленную на 20% эффективность в космосе и уже достигшую 23,1% на Земле. Технология была впервые испытана в космосе на борту AlSat-Nano CubeSat.
В настоящее время в космических полетах используются либо кремниевые, либо многопереходные солнечные элементы (MJSC), причем MJSC доминируют из-за своей высокой эффективности, но их сложное производство и высокая стоимость ограничивают масштабируемость.
Технология обеспечивает более длительный срок службы в космосе
«Центр интегративных полупроводниковых материалов (CISM) в Суонси ранее фокусировался на чистой энергии, эффективной энергетике и микроэлектронике, полупроводниках в здравоохранении и полупроводниках для перспективных разработок, но в последнее время он расширяет свою деятельность и начинает заниматься разработкой полупроводниковых технологий для космических приложений в рамках нашей первой в Великобритании программы Space Semi-Tech Foundry», — сказал профессор Пол Мередит, директор CISM в Университете Суонси.
«Это последнее партнерство является примером этого, поскольку оно удовлетворяет острую потребность и предоставляет уникальную возможность поддержать стратегическое видение Великобритании по захвату значительной доли мирового рынка космических технологий».
Мередит также отметил, что их технология обеспечивает более высокую удельную мощность, более длительный срок службы в космосе и значительно более низкие затраты — ключевые преимущества для обеспечения энергией следующего поколения космических миссий.
Глобальная космическая индустрия процветает
Последнее партнерство между двумя университетами произошло в то время, когда глобальная космическая индустрия переживает бум — только в Великобритании ее стоимость оценивается в 17,5 млрд фунтов стерлингов. Спрос на эффективную и масштабируемую солнечную энергию стремительно растет.
Европейское космическое агентство прогнозирует скачок спроса на космическую солнечную энергию с 1 МВт/год до 10 ГВт/год к 2035 году, что обусловлено расширением спутниковых группировок, таких как Starlink компании SpaceX, и ростом космического производства, включая полупроводники и волоконную оптику, говорится в пресс-релизе.
«Космические технологии — это захватывающая растущая отрасль. Уменьшение веса полезной нагрузки имеет решающее значение для снижения затрат на запуск», — сказал Майкл Уоллс, профессор фотоэлектричества в Центре технологий возобновляемых источников энергии (CREST) в Лафборо.
«Целью этого проекта является разработка источника питания с меньшим весом путем нанесения тонкопленочных солнечных элементов непосредственно на защитное защитное стекло. Технология также позволит увеличить срок службы в космосе, поскольку тонкопленочные солнечные элементы на основе теллурида кадмия исключительно устойчивы к радиации».
Сотрудничество также показывает, что проект выигрывает от сильной поддержки отрасли, при этом шесть партнеров вносят свой вклад в виде технической экспертизы и поддержки в натуральной форме на сумму 112 000 фунтов стерлингов. Партнерами являются: 5N Plus Inc. (Канада); AIXTRON (Великобритания); CTF Solar GmbH (Германия); Teledyne Qioptiq (Великобритания); Manufacturing Technology Centre (Великобритания) и Satellite Applications Catapult (Великобритания).
Новое трехлетнее сотрудничество поддерживается финансированием UKRI EPSRC и использует первоклассные возможности обоих университетов. Центр интегративных полупроводниковых материалов (CISM) в Суонси располагает передовыми инструментами, такими как система AIXTRON CCS MOCVD, в то время как Лафборо предоставляет свой Национальный центр высокоразрешающего катодолюминесцентного анализа, необходимый для изучения солнечных и оптоэлектронных устройств, согласно пресс-релизу.
Sourse: interestingengineering.com
