德国研究人员首次将钙钛矿有机太阳能电池用火箭送入太空

德国的研究人员首次将钙钛矿/有机太阳能电池用火箭送入太空。这些太阳能电池经受住了太空中的极端条件,利用太阳光和地球表面的反射光产生能量。这项研究工作于8月12日发表在《 Joule》杂志上,为未来近地应用以及潜在的深空任务奠定了基础。

德国研究人员首次将钙钛矿有机太阳能电池用火箭送入太空
这张照片显示了在实验室测试环境中进行的“太空有机混合太阳能电池”(OHSCIS)

太空任务的目标之一是最大限度地减轻火箭所携带的设备重量。虽然目前在太空任务和卫星中使用的硅基无机太阳能电池板具有很高的效率,但它们也非常笨重和坚固。新兴的混合型钙钛矿有机太阳能电池技术令人难以置信的是,它具有轻巧而灵活特点,已成为未来应用的理想选择。

“在这项业务中,最重要的不是效率,而是单位重量所产生的电力,也就是所谓的功率重量比,”德国慕尼黑工业大学的资深作者Peter Müller-Buschbaum说。”新型太阳能电池在火箭飞行过程中达到了每平方厘米7至14毫瓦的值。”

“首先转移到超薄箔片上,一公斤(2.2磅)的太阳能电池将覆盖200平方米(2,153平方英尺)以上的面积,产生的电力足以供300个标准的100瓦灯泡使用,”第一作者德国慕尼黑工业大学的Lennart Reb说。”这比现有技术提供的功率高出十倍。”

2019年6月,火箭在瑞典北部发射,火箭进入太空,高度达到240公里(149英里)。位于有效载荷处的钙钛矿有机太阳能电池成功经受住了火箭飞行的极端条件-从隆隆声和升空时的高温到太空中的强紫外线和超高真空。

除了在太空中高效运行外,钙钛矿有机太阳能电池还可以在弱光条件下发挥作用。当传统太阳能电池上没有直射光时,电池通常会停止工作,功率输出变为零。然而,研究小组发现,没有暴露在阳光直射下的钙钛矿/有机太阳能电池,从地球表面反射的微弱散射光为能量输出提供了动力。

这证实了这项技术可用于深空飞行任务,这种技术真的有令人兴奋的未来,在未来将这些太阳能电池带入更多的太空任务中。

但是在将更多新的太阳能电池投入太空之前,这项研究的局限性之一是火箭在太空中的时间很短,总时间为7分钟。下一步是在太空中采用长期应用,如卫星,以了解电池的寿命、长期稳定性和全部潜力。

不过这是钙钛矿/有机太阳能电池第一次进入太空,这真的是一个里程碑,真正很酷的事情是,这一研究成果正在为太阳能电池投入太空应用铺平道路。从长远来看,这也可能有助于使这些技术在现在的环境中得到更广泛的应用。

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