В России создали радиационно-стойкие перовскитные элементы для космических солнечных батарей

Российские учёные повысили стабильность и радиационную стойкость перовскитных солнечных элементов для космоса, частично заменив свинец на германий.

Российская наука совершила прорыв в создании критически важных материалов для новой космической техники. Исследователи из нескольких научных центров обнаружили, что частичная замена токсичного свинца на германий в структуре перовскитных полупроводников кардинально повышает их стабильность и устойчивость к космической радиации. Это открывает путь к созданию эффективных, долговечных и более безопасных солнечных батарей для малых космических аппаратов.

Результаты работы, опубликованные в журнале Journal of Alloys and Compounds, решают одну из главных проблем перовскитов. Эти материалы, названные в честь государственного деятеля Льва Перовского (минерал открыт на Урале в 1839 году), обладают высокой эффективностью преобразования света, но их практическое применение сдерживалось низкой долговечностью и токсичностью.

Новое исследование показало, что внедрение германия в кристаллическую решётку меняет электронную структуру материала. При концентрации до 5% германий распределяется равномерно, а при больших значениях образует защитный слой на поверхности кристаллов. Это приводит к пассивации дефектов и снижению рекомбинационных потерь, что значительно повышает фотостабильность и радиационную стойкость — ключевые параметры для работы в условиях открытого космоса, сообщает hi-tech.mail.ru.

Потребность в таких технологиях особенно актуальна на фоне усиления солнечной активности, что недавно подтвердил мощный радиационный шторм перед магнитной бурей 20 января.

Идея использования перовскитов в космосе активно развивается глобально. По данным проекта German Energy Solutions, гибридные перовскитные элементы уже проходили орбитальные испытания. Международные научные группы также сообщают об успехах: тандемные элементы на основе перовскита и селенида меди-индия-галлия показали эффективность около 24,6%, а перовскитно-кремниевые структуры в лабораториях преодолели порог в 30%. Российская разработка вносит ключевой вклад в эту гонку, предлагая решение проблемы долговечности.