پهپادهای مجهز به سلول های خورشیدی از نور خورشید برای شارژ مجدد در حین پرواز استفاده می کنند.
به گفته NA، کسب قدرت خودکار برای حفظ عملکرد مستقل سیستم‌های قدرت برای مدت طولانی، هم در زمین و هم در فضا ضروری است. این نیاز در ماموریت های عملیاتی، به ویژه در موقعیت های دور یا غیرقابل پیش بینی تقویت می شود.
اکنون، به لطف فناوری جدید توسعه یافته توسط محققان دانشگاه یوهانس کپلر لینز (JKU)، چنین تلاش هایی ممکن است به زودی امکان پذیر شود.
راه حلی که آنها پیدا کردند اختراع و توسعه یک سلول خورشیدی بسیار سبک و انعطاف پذیر بود که تولید انرژی خودکفا را در دراز مدت امکان پذیر می کند.
سلول های خورشیدی پروسکایت شبه دو بعدی عملکرد پیشرفته ای را با درجه پایداری نسبتاً بالایی و توان خروجی تا 44 وات بر گرم ارائه می دهند.
کریستوف بوتز، یکی از ناظران این تحقیق، در بیانیه ای گفت: سلول های فتوولتائیک سبک، سازگار و بسیار کارآمد، کلید توسعه نسل بعدی سیستم های انرژی خودکفا هستند.
منابع انرژی سنتی مانند سوخت‌های فسیلی، باتری‌ها و سایر فناوری‌های تولید انرژی تجدیدناپذیر دارای اشکالاتی هستند. به عنوان مثال، آنها اغلب حجیم هستند، نیاز به کابل یا شارژ ثابت دارند، تأثیر منفی بر محیط زیست دارند یا چگالی انرژی کافی ندارند.
اکنون، با هدف یافتن جایگزین‌ها، محققان به ماده جدیدی به نام پروسکایت روی آورده‌اند که آنها را قادر می‌سازد سلول‌های خورشیدی فشرده و انعطاف‌پذیر ایجاد کنند.
سلول های خورشیدی پروسکایت در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته عالی هستند و انرژی خورشیدی ارزان تر و کارآمدتری را ارائه می دهند. روش‌های ساخت ساده‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر، مانند پوشش چرخشی و چاپ جوهر افشان، آنها را از سلول‌های سیلیکونی سنتی متمایز می‌کند.
به گفته این تیم، ماژول سلول خورشیدی انعطاف‌پذیر و سبک وزن که 20 برابر نازک‌تر از موی انسان است، می‌تواند انواع دستگاه‌های الکترونیکی را در هر کجا که نور باشد، تغذیه کند.
سلول های خورشیدی شبه پروسکایت دو بعدی با راندمان 20.1 درصد و انعطاف پذیری عالی، ضخامتی کمتر از 2.5 میکرومتر دارند. مهمتر از همه، به لطف چگالی انرژی پیشرفته 44 وات بر گرم، از سایر فناوری های سلول خورشیدی متمایز است.
دستیابی به سلول های خورشیدی بسیار قابل اعتماد و پایدار با نسبت توان به وزن برتر نیاز به تعادل ظریفی دارد. این تعادل به نفوذپذیری کم گاز و رطوبت و همچنین انعطاف پذیری بالا نیاز دارد. این باید با استفاده از بسترهای پلاستیکی شفاف همراه با مواد فوتوالکتریک قوی انجام شود.
محققان ادعا می کنند که یک رویکرد دو مرحله ای به طور قابل توجهی پایداری عملیاتی این سلول ها را بهبود می بخشد. ابتدا یک لایه شفاف از اکسید آلومینیوم روی لایه نازک اعمال می شود و به دنبال آن مواد سلول خورشیدی با دقت بهینه می شوند.
محققان این سلول های خورشیدی فوق سبک را در یک پهپاد کوادکوپتر تجاری به اندازه کف دست نصب کرده اند تا قابلیت های فناوری نوآورانه خود را نشان دهند.
بیست و چهار سلول از این نوع که به زیبایی در بدنه پهپاد ادغام شده اند، تنها چهار صدم جرم کل آن را تشکیل می دهند. به همین دلیل، پهپاد می تواند به راحتی به صورت مستقل عمل کند و چرخه های متوالی شارژ، پرواز و شارژ را کامل کند.
این کارها بدون کابل شارژ انجام شد و کارایی و طول عمر سلول های خورشیدی را نشان داد.
این تیم ادعا می کند که فناوری جدید می تواند برای نقشه برداری در مقیاس بزرگ، تولید انرژی خورشیدی در فضا، ماموریت های جستجو و نجات و اکتشاف منظومه شمسی استفاده شود.
بوتز می‌گوید سلول‌های خورشیدی بسیار نازک و سبک وزن نه تنها پتانسیل عظیمی برای متحول کردن روش تولید انرژی در صنعت هوانوردی دارند، بلکه طیف وسیعی از کاربردها از جمله لوازم الکترونیکی پوشیدنی و اینترنت اشیا را نیز دارند.
همانطور که توسط فرودگر Ingenuity Mars نشان داده شده است، محققان بر اهمیت پرواز خودپایدار با انرژی خورشیدی تاکید می کنند. این هلیکوپتر به عنوان اولین خلبانی که با موفقیت از زمین به سیاره دیگری پرواز کرد، وارد تاریخ شد.
منبع: https://www.yjc.ir/fa/news/8716533/%D8%B4%D8%A7%D8%B1%DA%98-%D9%BE%D9%87%D9%BE%D8%A7%D8%AF%E2%80%8C%D9%87%D8%A7-%D8%A8%D8%A7-%D8%B3%D9%84%D9%88%D9%84%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%DB%B2%DB%B0-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D8%B1-%D9%86%D8%A7%D8%B2%DA%A9%E2%80%8C%D8%AA%D8%B1-%D8%A7%D8%B2-%D9%85%D9%88