Учёные разработали техпроцесс для массового производства перовскитных солнечных панелей на Луне

Германия лидирует в Европе по выработке электроэнергии за счёт солнечного света. Теперь этот опыт может быть поднят буквально на космическую высоту. Немецкие учёные разработали техпроцесс производства перовскитных солнечных панелей из лунного реголита и предлагают изготавливать солнечные элементы непосредственно на спутнике. По их мнению, это будет дешевле и эффективнее для всех.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Исследование провели учёные факультета физики и астрономии Потсдамского университета (University of Potsdam Institute of Physics and Astronomy). Работа опубликована в журнале Device. Вместо дорогостоящей доставки на Луну готовых солнечных панелей 99 % их массы можно получить из местных ресурсов. Локальное производство обеспечит рекордный уровень удельной мощности элементов — свыше 22–50 Вт/г, что в 20–100 раз превышает показатели традиционных космических солнечных батарей.

Как отмечают исследователи, добиться таких высоких показателей удельной мощности можно без ущерба для надёжности, механической стабильности и радиационной защиты панелей. «Используя анортозит в качестве имитатора реголита с высокой стеклообразующей способностью, мы получаем прозрачные лунные стёкла, которые позволяют осаждать высококачественные перовскиты», — заявили учёные.

Исследовательская группа протестировала три конфигурации устройств на основе непрозрачных медных (Cu) электродов в различных сочетаниях с подложками, а также прозрачных ультратонких металлических и оксидно-цинковых (IZO) электродов.

«В конфигурациях с подложками эффективность достигала 9,4 % (при сверхтонком металлическом контакте) и 12,1 % (при IZO) с использованием лунного стекла в неоптимизированных условиях нанесения контактных слоёв. Эти показатели сопоставимы с эффективностью, достигаемой на обычных стеклянных подложках, — подчеркнули учёные. — Дальнейшая оптимизация прозрачных контактных слоёв для снижения последовательного сопротивления устройств может повысить эффективность до 17,5 %».

Работа показала, что лунное стекло обладает высокой устойчивостью к облучению высокоэнергетическими протонами. В сочетании с радиационной стойкостью перовскитов это позволит создавать надёжные и устойчивые к радиации устройства, что проложит путь к экологически безопасным решениям в области лунной энергетики.

Учёные считают, что перовскитные солнечные батареи, изготовленные на Луне по их технологии, могут достичь эффективности более 23 %. «Сочетая высокую радиационную устойчивость, максимальную мощность на единицу массы и простоту производства, наши перовскитные солнечные батареи на основе лунного реголита станут наиболее перспективным способом энергоснабжения будущих лунных поселений», — заключили исследователи.