La ricerca su celle solari più leggere e migliori per lo spazio produce risultati promettenti

La ben nota, robusta e relativamente leggera cella solare basata sul silicio non è semplicemente adatta all'uso nello spazio. L'esposizione costante ai protoni interrompe il flusso di elettroni, il che porta ad un rapido declino in termini di efficienza.

Sulla Terra, questi protoni trasportano meno energia e radiazioni, il che li rende sostanzialmente innocui e non rappresenta un problema per gli array solari. Dopo tutto, il campo magnetico e la nostra atmosfera intercettano questi protoni. E se non lo fanno, possiamo godere di splendide aurore, note anche come aurore polari, boreali e meridionali.

Ma perché i protoni? Più precisamente, si tratta di nuclei di idrogeno, il componente principale del sole. Senza i loro elettroni, sono semplicemente protoni.

Lo standard attuale per l'alimentazione dei satelliti e della ISS prevede l'utilizzo di indio e gallio. Queste celle solari sono estremamente robuste, ma anche pesanti, poco flessibili e costose. Questo è praticamente l'opposto di ciò che si vorrebbe inserire in un veicolo di lancio per un nuovo satellite.

I ricercatori della Università del Michigan hanno condotto esperimenti che simulano tre anni di esposizione alle radiazioni di protoni. In questi test, le celle solari organiche basate su catene di idrocarburi si sono dimostrate straordinariamente robuste. Tuttavia, la robustezza non è l'unico fattore da considerare.

La loro elevata affidabilità richiede catene alchiliche corte. Con catene alchiliche più lunghe, con quattro o più atomi di carbonio, i protoni e la loro radiazione solare eliminano i singoli atomi di idrogeno e formano molecole H2 cariche.

Poiché queste molecole più lunghe sono più efficienti, ulteriori ricerche hanno dimostrato che le celle solari organiche possono essere ripristinate termicamente. Poiché le temperature richieste di 370 Kelvin o quasi 100 gradi Celsius possono essere raggiunte alla luce del sole, l'uso di questa tecnologia nello spazio sarebbe possibile. Detto questo, questo approccio comporta una maggiore manutenzione.

Fondamentalmente, i ricercatori vedono un potenziale in entrambi i metodi di generazione di energia. Considerando che il numero di satelliti per la comunicazione e l'osservazione continuerà a crescere e che sono previste nuove missioni con equipaggio, i progressi in questo campo potrebbero essere molto vantaggiosi. A lungo termine, questa tecnologia potrebbe arrivare anche ai normali pannelli solari residenziali sul tetto.