Los científicos del Centro Skoltech para la Ciencia y Tecnología de la Energía (Skoltech Center for Energy Science and Technology), el Instituto de Problemas de Física Química de RAS y el Departamento de Química de la MSU (Institute for Problems of Chemical Physics of RAS, and the Department of Chemistry of MSU), presentaron recientemente células solares basadas en polímeros conjugados y derivados de fullereno, estos demostraron una estabilidad de radiación sin precedentes. Su capacidad para resistir la radiación gamma de >6,000 Gy aumenta las esperanzas de su operación estable en órbita cercana a la tierra por un período de 10 años o incluso más. Los resultados del estudio se publicaron en ACS Applied Materials & Interfaces.
Durante las últimas dos décadas, las células solares orgánicas han recibido mucha atención gracias a su peso ligero, flexibilidad y relaciones de energía a peso sin precedentes de 10 a 20 W / g, lo que las convierte en un candidato prometedor para aplicaciones espaciales.
Anteriormente, un grupo de investigadores liderados por el profesor Pavel Troshin de Skoltech, estudiaron la estabilidad a la radiación de las células solares de perovskita y demostraron que los haluros de plomo complejos de la generación actual, son demasiado sensibles a los rayos G para ser utilizados en el espacio. Los investigadores fueron mucho más optimistas sobre las células solares orgánicas, que mostraron una excelente estabilidad a la radiación en su reciente estudio.
“Los polímeros conjugados, los cuales contienen carbazol seleccionados para el estudio, aseguran una larga vida útil y una eficiencia de conversión de la luz bastante alta de las células solares en condiciones terrestres estándar, como demostramos en 2015. En este documento, examinamos el comportamiento de dos modelos de fullereno. Sistemas de polímeros expuestos a rayos g. Uno de los dos sistemas mostró una estabilidad de radiación récord, con las células solares que retienen más del 80 % de su eficiencia inicial después de la exposición a 6,500 Gy de rayos G, una dosis que se estima que los satélites de la órbita cercana a la tierra recibirán durante un período de 10 años o más. Este es solo uno de nuestros primeros logros en este impulso de investigación y buscaremos el desarrollo de células solares orgánicas aún más estables y eficientes para aplicaciones espaciales”, dice el primer autor del artículo, Ilya Martynov.
La alta estabilidad a la radiación revelada por las células solares orgánicas, basadas en polímeros conjugados que contienen carbazol, es indicativa de su extenso potencial espacial, con su peso liviano, flexibilidad y alta relación energía-peso que permite una reducción significativa en el peso del lastre y un aumento en la carga útil.
“El despliegue de velas solares espaciales, hechas de células solares de plástico flexible, representa una oportunidad atractiva para aumentar el poder de los convertidores fotoeléctricos en los satélites”, dice el Prof. Troshin.
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