Um tipo de painel solar conhecido como célula solar de perovskita (PSC) já mostrou muito potencial para uso no espaço: é leve e relativamente acessível de fabricar e converte a radiação solar em eletricidade com um alto nível de eficiência.
No entanto, também deve suportar a barragem de alta energia de partículas de prótons no espaço. Os pesquisadores por trás do novo estudo, da Universidade de Sydney e do Center for Accelerator Science na Austrália, acham que encontraram uma solução.
Protótipos de células solares desenvolvidos pelos pesquisadores. (Universidade de Sidney)
“O hardware espacial será exposto à radiação de prótons nessas órbitas”, escrevem os pesquisadores em seu artigo publicado. “Portanto, é de grande interesse avaliar a estabilidade dos PSCs sob radiação.”
Em condições de laboratório projetadas para simular os efeitos da radiação de prótons por dezenas ou até centenas de anos, os pesquisadores testaram substratos de células solares ultrafinas adequados para uso em satélites, a primeira vez que materiais com essas propriedades foram testados dessa maneira.
Os experimentos descobriram que o material de transporte de lacunas (HTM) no PSC era crucial para quanto dano ele poderia suportar e quão bem ele poderia se curar. O HTM facilita o movimento de lacuna (ausência de elétrons) nas células solares, permitindo que elas fiquem separadas e que a eletricidade seja produzida.
Dois tipos particulares de HTM e um tipo de dopante (uma substância modificadora aplicada aos HTMs) demonstraram ser os melhores em resistir aos danos da radiação de prótons. Cuidadosamente configurado, o HTM também pode permitir a autocorreção dos painéis e todo o caminho de volta até 100% de sua eficiência.
Essa cura é feita por meio de um processo de recozimento ou aplicação de calor no vácuo, que pode ser alimentado pelo sol. Em teoria, a radiação solar poderia reparar essas células solares, bem como alimentá-las.
Fazer isso funcionar exigirá muito mais pesquisa, mas este estudo mostra que é possível – que um dia poderíamos ter espaçonaves alimentadas por painéis solares que podem se consertar. Considerando os altos custos de ir ao espaço, isso pode fazer uma grande diferença.
“Esperamos que os insights gerados por este trabalho ajudem os esforços futuros no desenvolvimento de células solares leves e de baixo custo para futuras aplicações espaciais”, diz a nanocientista Anita Ho-Baillie, da Universidade de Sydney.
A pesquisa foi publicada na revista Advanced Energy Materials.
Por David Nield
Publicado no ScienceAlert
