На МКС протестируют солнечные батареи с 3D-текстурой

В ближайшее время на Международной космической станции (МКС) пройдет необычный исследовательский проект, объектом которого станут солнечные батареи нового типа. Панели состоят из фотоэлектрических ячеек на базе углеродных нанотрубок со специальным покрытием в форме 3D-текстуры. Разработанные учеными из Технологического института Джорджии солнечные батареи будут размещены на внешней стороне орбитального научно-исследовательского комплекса и смогут ежедневно собирать энергию света от 16 восходов Солнца.

В ходе наземных испытаний солнечные батареи следующего поколения с покрытием из смеси меди, цинка, олова и серы продемонстрировали большую эффективность по сравнению с обычными плоскими аналогами. По словам ученых, экспериментальное 3D-покрытие напичкано "ловушками" для света: специальная трехмерная текстура позволяет фотоэлектрическим ячейкам захватывать большую часть попадающего на их поверхность солнечного света, а не отражать его, как в случае стандартных плоских (2D) аналогов. Разработчики данной технологии отмечают, что под микроскопом покрытие похоже на "город с миллионами крошечных небоскребов".

Как известно, КПД обычных плоских солнечных батарей (не совмещенных с механизмами точного позиционирования) на закате снижается. Созданные американцами панели с 3D-текстурой демонстрируют повышенную эффективность как раз в рассветные часы и на закате - когда фотоны попадают на светопоглощающее покрытию под острым углом.

Отвечая на вопросы корреспондентов Discovery News, представители исследовательской группы Технологического института Джорджии отметили, что МКС обращается вокруг Земли с частотой примерно в один оборот за полтора часа, поэтому экспериментальные панели будут подвержены влиянию солнечного излучения со всех возможных направлений. Следовательно, тесты на станции помогут в сжатые сроки получить огромный объем полезных данных, касающихся КПД фотоэлектрических ячеек при разнообразных условиях освещения. На Земле проведение подобного проекта было бы очень сложным и дорогостоящим – даже по сравнению с экспериментом в околоземном пространстве.

Ожидается, что тест продлится несколько месяцев. Панели будут подвергаться воздействию экстремальных температур, которые на высоте 350 км (высота орбиты МКС) от Земли колеблются от - 160 до + 120 градусов Цельсия. При этом они будут мишенью для микрометеоритов, которые регулярно бомбардируют станцию. Если эксперимент завершится успехом, и новые солнечные батареи хорошо себя зарекомендуют, то в будущем они будут применяться при постройке многих космических аппаратов.