Представиха нов тип 100 пъти по-леки слънчеви панели за работа в космоса

Изследователи от Университета на Пенсилвания създават слънчеви клетки от нетипичен материал – условно двуизмерни дихалкогениди на преходни метали (TMDC). Тези материали имат сравнително ниска ефективност на преобразуване на светлината в електричество, но са сто пъти по-леки от съвременните силициеви фотоволтаични панели. За космоса ниското тегло е решаващо предимство. Но все още предстои много работа върху TMDC панелите.

Дебелината на TMDC филма е не повече от няколко атома. Това е с няколко порядъка по-тънко от слоя силиций или галиев арсенид в съвременните фотоволтаични панели. Това би направило TMDC соларните клетки сто или повече пъти по-леки. За разширяването на човешкото присъствие в космоса – в орбита, на луните и другите планети – теглото на товарите, транспортирани от Земята, ще бъде от решаващо значение. Ще дойде време, когато силицият в космическото производство на енергия ще трябва да бъде изоставен. И тогава, сигурни са изследователите, ще настъпи часът на леките фотоволтаични панели, изработени от дихалкогениди на преходните метали.

TMDC материалите обаче имат един съществен недостатък. Всички създадени досега образци на фотоелементи, базирани на тях, са показали ефективност не по-висока от 5%. От гледна точка на теглото тя все още е по-добра от тази на силиция, но в идеалния случай ефективността на един обещаващ материал трябва да е по-висока, което може да стане например чрез оптимизиране на структурата на фотоелемента. Точно това са направили учените от Университета в Пенсилвания и са постигнали осезаем успех – те са предложили структура на TMDC фотоелемент с ефективност 12%.

Засега това е само математически модел, който се тества с помощта на суперкомпютър, като реалните TMDC соларни клетки се очаква да бъдат готови след около 5 години.