O swoim projekcie piszą w Journal of Applied Physics, wyjaśniając, w jakich okolicznościach takie urządzenia mogłyby znaleźć zastosowanie. W grę wchodzi przede wszystkim orbita okołoziemska – niska staje się coraz bardziej zatłoczona, dlatego satelity i inną infrastrukturę trzeba kierować wyżej. Tam pojawia się jednak inny problem: niszczycielskie promieniowanie.
Czytaj też: O osobliwych ogniwach słonecznych było zdecydowanie za cicho! Szwajcarzy pobili kolejny rekord
Mowa także o planetach innych niż nasza. Jeśli ludzkość wyśle sondy w stronę Jowisza czy jego księżyców to urządzenia te będą musiały posiadać zabezpieczenia przed promieniowaniem. Mowa choćby o Europie, czyli jednym z obiektów uznawanych za najbardziej obiecujące w kontekście szukania życia pozaziemskiego w Układzie Słonecznym. Jeśli jakikolwiek statek miałby wylądować na powierzchni tego księżyca i czerpać energię ze słońc, to nowe panele z pewnością mu to ułatwią.
Członkowie zespołu stojącego za projektem wykorzystali arsenek galu w formie półprzewodnika. W ten sposób stworzyli dwa rodzaje urządzeń fotowoltaicznych. Ogniwa zawierały bardzo cienką warstwę gazu pochłaniającego światło i zapewniającego ochronę przed promieniowaniem. Powierzchnia każdej komórki ma grubość 120 nanometrów. Jeśli nic wam to nie mówi, to jest to mniej więcej 1/1000 grubości ludzkiego włosa.
Zaprojektowane ogniwa są pokryte warstwą ochronną o grubości 1/1000 ludzkiego włosa
Dotychczas stworzone urządzenia zostały przetestowane na terenie Dalton Cumbrian Nuclear Facility, gdzie “ostrzelano” je protonami, symulując wpływ promieniowania w przestrzeni kosmicznej. Następnie porównano wydajność ogniw fotowoltaicznych przed i po ekspozycji na tego typu zagrożenie.
Nasze ultracienkie ogniwo słoneczne przewyższa wcześniej badane, grubsze urządzenia w obecności promieniowania protonowego powyżej pewnego progu. Ultracienkie geometrie zapewniają korzystną wydajność o dwa rzędy wielkości wyższą względem wcześniejszych obserwacji.wyjaśnia Armin Barthel
Czytaj też: Idealne wydruki 3D ze stali nierdzewnej wreszcie możliwe! Pomogły promienie rentgenowskie
Mając na uwadze fakt, iż promieniowanie kosmiczne uszkadza ogniwa i zmniejsza ich wydajność, naukowcy od dłuższego czasu próbują znaleźć rozwiązanie tego problemu. Cieńsze ogniwa sprawiają, iż nośniki ładunku mają mniejszy dystans do przebycia, dzięki czemu wydłuża się ich żywotność. Dotychczas zebrane dane sugerują, że po 20 latach pracy ogniwa pokryte około 3,5 razy mniejszą ilością szkła, dostarczały taką samą ilość energii jak ogniwa o grubszych warstwach.