Sel surya ultra-tipis berjanji untuk meningkatkan kinerja satelit: Penelitian



Ani |
diperbarui:
10 November 2022 04:47 IST

Washington [US]10 Nov (ANI): Karena LEO menjadi semakin kacau, penggunaan media menjadi semakin penting Orbit bumi dan desain sel yang tahan radiasi akan dibutuhkan. Membuat sel-sel fotovoltaik lebih tipis akan meningkatkan umur panjangnya karena pembawa muatan memiliki jarak yang lebih sedikit untuk melakukan perjalanan selama rentang hidup mereka yang lebih pendek. Para ilmuwan mengusulkan untuk merancang fotosel toleran radiasi yang menampilkan lapisan bahan penyerap cahaya yang sangat tipis. Dibandingkan dengan sel yang lebih tebal, penutup kaca sekitar 3,5 kali lebih sedikit diperlukan untuk sel ultra-tipis untuk menyediakan jumlah energi yang sama setelah 20 tahun beroperasi.
Dalam Journal of Applied Physics, oleh AIP Publishing, para ilmuwan dari University of Cambridge mengusulkan perancangan sel fotovoltaik toleran radiasi yang menampilkan lapisan bahan penyerap cahaya yang sangat tipis.
Ketika sel surya menyerap cahaya, mereka mentransfer energinya ke elektron bermuatan negatif dalam materi. Pembawa muatan ini dilepaskan secara bebas dan menghasilkan aliran listrik melalui sel fotovoltaik. Iradiasi ruang menyebabkan kerusakan dan mengurangi efisiensi dengan menggantikan atom dalam bahan sel surya dan mengurangi masa pakai pembawa muatan. Membuat sel-sel fotovoltaik lebih tipis akan meningkatkan umur panjangnya karena pembawa muatan memiliki jarak yang lebih sedikit untuk melakukan perjalanan selama rentang hidup mereka yang lebih pendek.
Dengan kemacetan satelit LEO, penggunaan media menjadi semakin penting
Orbit Bumi, seperti orbit Molniya yang melewati pusat sabuk radiasi proton Bumi. Desain sel yang tahan radiasi akan dibutuhkan untuk orbital yang lebih tinggi ini.
Aplikasi lain dari sel tahan radiasi adalah studi tentang planet dan bulan lain. Misalnya, Europa, bulan Jupiter, memiliki salah satu lingkungan paling radioaktif di tata surya. Mendarat pesawat ruang angkasa bertenaga surya di atas Europa akan membutuhkan instrumen yang tahan radiasi.

READ  TPR di bawah 10 komputer untuk pertama kalinya sejak dimulainya gelombang kedua di kota

Para peneliti membangun dua jenis perangkat fotovoltaik menggunakan semikonduktor galium arsenida. Salah satunya adalah desain on-chip yang dibangun dengan menempatkan beberapa lapisan dalam tumpukan. Desain lainnya termasuk cermin belakang perak untuk meningkatkan penyerapan cahaya.
Untuk meniru efek radiasi di luar angkasa, perangkat tersebut dibombardir dengan proton yang dihasilkan di fasilitas nuklir Dalton Cumbrian di Inggris. Kinerja perangkat fotovoltaik sebelum dan sesudah iradiasi telah dipelajari dengan menggunakan teknik yang dikenal sebagai kilau katodik yang dapat memberikan pengukur cahaya katoda. Jumlah kerusakan radiasi. Serangkaian tes kedua dijalankan menggunakan simulator surya built-in untuk menentukan seberapa baik perangkat mengubah sinar matahari menjadi energi setelah dibombardir dengan proton.
“Sel surya ultra-tipis kami mengungguli penelitian sebelumnya dan perangkat yang lebih tebal untuk radiasi proton di atas ambang batas tertentu. Geometri ultra-tipis memberikan kinerja yang menguntungkan dua kali lipat dibandingkan dengan pengamatan sebelumnya,” kata penulis Armin Barthel.
Peningkatan kinerja sel ultra-tipis ini, kata penulis, adalah karena dudukan pengisi daya hidup cukup lama untuk berpindah antar terminal di perangkat.
Dibandingkan dengan sel yang lebih tebal, penutup kaca sekitar 3,5 kali lebih sedikit diperlukan untuk sel ultra-tipis untuk menyediakan jumlah energi yang sama setelah 20 tahun beroperasi. Ini akan menghasilkan beban yang lebih ringan dan pengurangan biaya peluncuran yang signifikan. (Ani)

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *