Ein neuer „kosmischer Schleier“, der von Ingenieuren der University of Surrey entwickelt wurde, könnte Perowskit-Solarzellen dabei helfen, im Weltraum zu überleben, und damit neue Möglichkeiten für leichtere, kostengünstigere und effizientere Solarenergie für Satelliten und Raumfahrzeuge eröffnen.
Perowskit-Solarzellen sind eine leichte, kostengünstige Solartechnologie der nächsten Generation, die einfacher herzustellen ist und länger hält als herkömmliche Solarmodule – allerdings sind sie unter den rauen Bedingungen im Weltraum nach wie vor anfällig für Beschädigungen. In Zusammenarbeit mit Partnern der Universität Oxford, der Universität von New South Wales in Australien und Institutionen in Südkorea – darunter die Chungbuk National University, die Gyeongsang National University und das KRICT – haben Forscher des Advanced Technology Institute in Surrey eine dünne Schutzbeschichtung aus Propan-1,3-diammoniumiodid (PDAI2) entwickelt.
„Perowskit-Solarzellen sind für den Weltraum vielversprechend, aber die verschiedenen Strahlungsquellen in unserem Sonnensystem stellen nach wie vor eine große Gefahr dar – insbesondere für die organischen Moleküle, die für ihre Funktionsweise verantwortlich sind. Unsere Beschichtung schützt diese empfindlichen Teile, verhindert deren Zersetzung und trägt dazu bei, dass die Zellen länger effizient bleiben“, sagt Dr. Jae Yun, Dozent für Energietechnologie.
20 Jahre Simulation
Um die Wirkung der Beschichtung zu testen, setzte das Team behandelte und unbehandelte Versionen einer hohen Protonenstrahlung aus – und simulierte damit eine mehr als 20-jährige Exposition in der erdnahen Umlaufbahn. Die behandelten Zellen hielten deutlich besser stand. Sie verloren deutlich weniger an Effizienz und wiesen weniger Anzeichen innerer Schäden auf, da die Schutzschicht schädliche chemische Reaktionen stoppte, bevor sie sich ausbreiten konnten. PDAI2 stabilisiert instabile Moleküle und verhindert, dass sie reagieren und sich in Gase wie Ammoniak oder Wasserstoff verwandeln, die sonst entweichen und die Zelle schwächen würden.
„Dieses Projekt ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie unsere institutsübergreifende Zusammenarbeit echte Wirkung erzielen kann. Durch die Bündelung des Fachwissens des Advanced Technology Institute, des Surrey Ion Beam Centre und des Institute for Sustainability sind wir in der Lage, komplexe globale Herausforderungen anzugehen – wie die Entwicklung der nächsten Generation sauberer Energietechnologien für den Weltraum“, so Prof. Ravi Silva, Distinguished Professor, Interim Director – Institute for Sustainability (IfS), Director – Advanced Technology Institute (ATI) und Head of NanoElectronics Centre.
