Células solares orgánicas y de perovskita enviadas al espacio

Por primera vez, investigadores alemanes enviaron células solares orgánicas y de perovskita en un cohete al espacio. Las células solares resistieron las condiciones extremas del espacio, produciendo energía a partir de la luz solar directa y de la luz reflejada por la superficie de la Tierra.

El trabajo, publicado en la revista Joule, sienta las bases para una futura aplicación de estas células solares cerca de la Tierra, así como para posibles misiones en el espacio profundo.

Uno de los objetivos de las misiones espaciales es reducir al mínimo el peso del equipo que lleva el cohete. Si bien los actuales paneles solares inorgánicos de silicio utilizados en las misiones espaciales y en los satélites tienen una gran eficiencia, también son muy pesados y rígidos. La tecnología emergente de las células solares híbridas de perovskita y orgánicas, que son increíblemente ligeras y flexibles, se convierte en un candidato ideal para futuras aplicaciones.

"Lo que cuenta en este campo no es la eficiencia, sino la energía eléctrica producida por peso, lo que se denomina potencia específica", dice el autor principal Peter Müller-Buschbaum de la Universidad Técnica de Múnich en Alemania. "El nuevo tipo de células solares alcanzó valores de entre 7 y 14 milivatios por centímetro cuadrado durante el vuelo del cohete".

"Aplicadas en láminas ultra delgadas, un kilogramo de nuestras células solares cubriría más de 200 metros 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. "Esto es diez veces más de lo que ofrece la tecnología actual".

Esta fotografía muestra el lanzamiento del cohete sonda con el experimento OHSCIS a bordo en el curso de la campaña MAPHEUS 8 en el European Space and Sounding Rocket Range en Kiruna, Suecia, en junio de 2019. (Foto: DLR MORABA)

El cohete fue lanzado en junio de 2019 desde el norte de Suecia, entrando en el espacio y alcanzando 240 kilómetros de altitud. Las células solares orgánicas y de perovskita, ubicadas en la carga útil, soportaron con éxito las condiciones extremas del viaje del cohete, desde el estruendo y el calor en el despegue hasta la fuerte luz ultravioleta y el vacío ultra alto en el espacio.

Además de operar eficientemente en el espacio, las células solares orgánicas y de perovskita también pueden funcionar en condiciones de poca luz. Cuando no hay luz directa en la célula solar tradicional, esta típicamente deja de funcionar, y la potencia de salida se vuelve cero. Sin embargo, el equipo descubrió una salida de energía alimentada por la débil luz difusa reflejada desde la superficie de la Tierra, producida por las células solares orgánicas y de perovskita que no estaban expuestas a la luz solar directa.

"Esta es una buena pista y confirma que la tecnología puede usarse en lo que se llama misiones al espacio profundo, lejos del Sol, donde las células solares estándar no funcionarían", dice Müller-Buschbaum. "Hay un futuro muy emocionante para este tipo de tecnología, permitiendo usar estas células solares en más misiones espaciales en el futuro".

Pero antes de lanzar más células solares nuevas al espacio, Müller-Buschbaum dice que una de las limitaciones del estudio es el corto tiempo que el cohete pasó en él, siendo el tiempo total apenas 7 minutos. El siguiente paso será emplear dichas células solares en aplicaciones a largo plazo en el espacio, como los satélites, para comprender su vida útil, su estabilidad a largo plazo y su pleno potencial.

"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 esto está allanando el camino para llevar estos tipos de células solares a más aplicaciones en el espacio. A largo plazo, esto también podría ayudar a llevar estas tecnologías a un uso más amplio en nuestro entorno terrestre". (Fuente: NCYT Amazings)