Les panneaux solaires nouvellement développés peuvent s’auto-réparer des dommages causés par le rayonnement cosmique. Cette découverte promet de rendre les sources d’énergie des satellites et des engins spatiaux plus durables et plus fiables à l’avenir.
Un type de panneau solaire connu sous le nom de cellule solaire à pérovskite (PSC) a déjà prouvé son potentiel pour les applications spatiales : il est léger et relativement abordable à fabriquer, et convertit le rayonnement solaire en Électricité à haut rendement.
Cependant, le panneau doit également résister au barrage de haute énergie des particules de protons dans l’espace. Les chercheurs de l’Université de Sydney et de l’Accelerator Science Center en Australie, auteurs de la nouvelle étude, pensent avoir trouvé une solution.
« Sur ces orbites, les instruments spatiaux seront exposés au rayonnement protonique. Il est donc dans l’intérêt de tous d’évaluer la stabilité aux rayonnements des HSC », écrivent les chercheurs dans l’article publié.
Dans des conditions de laboratoire qui imitent les effets du rayonnement protonique sur des dizaines, voire des centaines d’années, les chercheurs testent des substrats de cellules solaires ultra-minces adaptés à une utilisation dans les satellites. C’est la première fois que des matériaux présentant ces propriétés sont testés de cette manière.
Des expériences ont montré que le matériau de transfert de trous (HTM) dans un PSC est essentiel à l’ampleur des dommages qu’il peut subir et à sa capacité de récupération. HTM facilite le mouvement des trous (absence d’électrons) dans les cellules solaires, leur permettant de rester séparées et de produire de l’électricité.
Les experts ont prouvé que deux types spécifiques de HTM et un type de dopage (un matériau modifié appliqué au HTM) résistent mieux au rayonnement protonique. S’ils sont soigneusement ajustés, les HTM peuvent permettre aux panneaux de s’auto-réparer et de restaurer jusqu’à 100 % d’efficacité.
Cette « guérison » se fait par un processus de recuit ou d’application de chaleur dans un vide qui peut être alimenté par le soleil. En théorie, le rayonnement solaire peut réparer et alimenter ces cellules solaires.
Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour y parvenir, mais l’étude actuelle montre que c’est possible : un jour, nous aurons un vaisseau spatial alimenté par des panneaux solaires capables de se réparer tout seul. Étant donné le coût élevé des vols spatiaux, cette découverte pourrait revêtir une importance considérable.
« Nous espérons que les connaissances acquises grâce à ces travaux contribueront aux efforts futurs visant à développer des cellules solaires légères et peu coûteuses pour de futures applications spatiales », déclare Anita Ho-Bailey, nanoscientifique de l’Université de Sydney.
L’étude a été publiée dans Matériaux énergétiques avancés.
source: Alerte scientifique
