Катрін Крістманн, докторант кафедри хімії та матеріалознавства TalTech (Талліннського технологічного університету), розпочала дослідження, спрямовані на розробку технології виробництва сонячних елементів з монозернистим шаром на Місяці.
Результати дослідницької діяльності планується використати для забезпечення електроенергією майбутніх місячних аванпостів Європейського космічного агентства (ESA) та його міжнародних партнерів. Місячний форпост планується встановити на Південному полюсі Місяця протягом найближчих десятиліть.
Сонячний елемент, схожий на наждачний папір, заснований на технології монозернового порошку, розробленої дослідниками TalTech, де сонячний елемент складається з тисяч маленьких кристалів діаметром 50 мікрометрів, вбудованих в полімер одним безперервним шаром. Мікрокристали поглинають сонячне світло, ці мікрокристали покриті буферним та віконним шарами. Таким чином, кожен кристал працює як невелика індивідуальна сонячна батарея та виробляє електрику. Такий тип сонячних елементів має багато переваг, таких як технологія легких сонячних панелей, що поєднує переваги високоефективного монокристалічного матеріалу з недорогим виробництвом рулонних панелей, що дозволяє виробляти гнучкі, легкі та економічні сонячні панелі для покриття великих площин із мінімальними витратами. Мікрокристали, що використовуються в монозернистому сонячному елементі, можуть бути отримані з елементів, виявлених у ґрунті або реголіті Місяця. Потенційним матеріалом для мікрокристалів може бути пірит FeS2. Його елементи, залізо та сірка, досить поширені у місячному реголіті, а теоретичний ККД піритового сонячного елемента досягає 25%.
«Вчені TalTech вже кілька десятиліть працюють над технологією сонячних елементів із монозернистим шаром для наземних застосунків. Ключовим нововведенням є унікальний світлопоглинальний шар із монокристалічного порошку, який містить рясні та недорогі елементи. Сонячні елементи, що ґрунтуються на цій технології, привнесуть інновації в область сонячної енергетики», – сказала Маріт Каук-Куусік, керівник лабораторії фотоелектричних матеріалів TalTech.
«Наші перші контакти з ESA були реалізовані близько шести років тому. Метою першого спільного проєкту було перевірити придатність технологій та стійкість до ворожих космічних умов, наша технологія пройшла ці випробування. Звідси виникла ідея реалізувати технологію сонячних елементів з монозернистим шаром для живлення майбутнього місячного аванпоста, і було поставлено за мету використовувати вихідні матеріали, доступні в місячному реголіті», – сказав керівник докторської дисертації Катрін Крістманн д-р Тааві Раадік.
«Мати власну місячну програму є надзвичайно ресурсоємним і надто дорогим для такої маленької країни, як Естонія, тому розумно об’єднатися з іншими гравцями в цій галузі. Оскільки ми є членом Європейського космічного агентства, логічно підтримати їх своїми ідеями та знаннями», – додав д-р Раадік.
Планується, що тривалість проєкту триватиме чотири роки, протягом яких дослідники TalTech зможуть використати науково-технічні лабораторії ESA в Нідерландах для проведення досліджень та співпрацювати з провідними інженерами та дослідниками світу.
Читайте також:
Яскравий приклад того, що навіть маленька нація, у вільному світі, здатна творити на благо всього людства
Естонці народ хоч маленький, але здатні з’їсти грант будь-якої величини.