Por primera vez, investigadores en Alemania enviaron perovskita y células solares orgánicas en un cohete al espacio. Las células solares resistieron las condiciones extremas en el espacio, produciendo energía a partir de la luz solar directa y la luz reflectante de la superficie de la Tierra. El trabajo, publicado en agosto12 en la revista julio , sienta las bases para futuras aplicaciones cercanas a la Tierra, así como posibles misiones en el espacio profundo.
Uno de los objetivos de las misiones espaciales es minimizar el peso del equipo que transporta el cohete. Si bien los paneles solares de silicio inorgánico que se utilizan actualmente en misiones espaciales y satélites tienen una alta eficiencia, también son muy pesados y rígidos. La tecnología emergente de híbridosperovskita y células solares orgánicas que son increíblemente ligeras y flexibles se convierten en un candidato ideal para aplicaciones futuras.
"Lo que cuenta en este negocio no es la eficiencia, sino la energía eléctrica producida por peso, que se llama potencia específica", dice el autor principal Peter Müller-Buschbaum de la Universidad Técnica de Munich en Alemania. "El nuevo tipo de células solaresalcanzó valores entre 7 y 14 milivatios por centímetro cuadrado durante el vuelo del cohete ".
"Transferido a láminas ultrafinas, un kilogramo 2,2 libras de nuestras células solares cubriría más de 200 metros cuadrados 2153 pies cuadrados y produciría suficiente energía eléctrica para hasta 300 bombillas estándar de 100 W".dice el primer autor Lennart Reb, de la Universidad Técnica de Munich en Alemania. "Esto es diez veces más de lo que ofrece la tecnología actual".
En junio de 2019, el cohete se lanzó en el norte de Suecia, donde el cohete entró en el espacio y alcanzó los 240 kilómetros 149 millas de altitud. La perovskita y las células solares orgánicas, ubicadas en la carga útil, resistieron con éxito condiciones extremas en el viaje del cohete -- desde las fuerzas retumbantes y el calor en el despegue hasta la fuerte luz ultravioleta y el vacío ultra alto en el espacio. "El cohete fue un gran paso", dice Reb. "Ir al cohete fue realmente como ir a un mundo diferente".
Además de funcionar de manera eficiente en el espacio, la perovskita y las células solares orgánicas también pueden funcionar en condiciones de poca luz. Cuando no hay luz directa en la célula solar tradicional, la célula normalmente deja de funcionar y la potencia de salida se vuelve cero. Sin embargo,, el equipo descubrió una producción de energía impulsada por la luz difusa débil reflejada desde la superficie de la Tierra por la perovskita y las células solares orgánicas que no estaban expuestas a la luz solar directa.
"Esta es una buena pista y confirma que la tecnología puede ir a lo que se llama misiones en el espacio profundo, donde las enviaría lejos en el espacio, lejos del sol, donde las células solares estándar no funcionarían".dice Müller-Buschbaum. "Hay un futuro realmente emocionante para este tipo de tecnología, que llevará estas células solares a más misiones espaciales en el futuro".
Pero antes de lanzar más nuevas células solares al espacio, Müller-Buschbaum dice que una de las limitaciones del estudio es el poco tiempo que el cohete pasó en el espacio, donde el tiempo total fue de 7 minutos. El siguiente paso es emplear a largo plazoaplicaciones en el espacio, como satélites, para comprender la vida útil, la estabilidad a largo plazo y el potencial total de las células.
"Es la primera vez que estas células solares orgánicas y de perovskita están en el espacio, y eso es realmente un hito", dice Müller-Buschbaum. "Lo realmente genial es que ahora está allanando el camino para llevar este tipo de energía solarcélulas a más aplicaciones en el espacio. A largo plazo, esto también podría ayudar a llevar estas tecnologías para un uso más amplio en nuestro entorno terrestre ".
Los autores recibieron apoyo financiero de Deutsche Forschungsgemeinschaft, la Escuela Internacional de Graduados de Materiales Funcionales Ambientalmente Responsables de la Universidad de Múnich y TUM.solar.
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