Перовскитные солнечные батареи для использования в космосе
| Название НИОКТР | Перовскитные солнечные батареи для использования в космосе |
|---|---|
| Аннотация | На сегодняшний день подавляющее большинство фотоэлектрических преобразователей, используемых в космической отрасли, содержат в качестве фотоактивных материалов кремний или арсенид галлия. При этом было многократно было показано, что эти полупроводники не выдерживают жесткого ионизирующего излучения и потому солнечные батареи могут терять от 25 до ~50% свой эффективности в течение первого года работы на околоземной орбите. Ведется активный поиск путей решения обозначенной проблемы. Одним из наиболее эффективных подходов является использование толстого защитного слоя стекла, которое предотвращает воздействие высокоэнергетичных частиц, таких как протоны и ядра других химических элементов. Однако подобная защита ведет к неизбежному повышению веса оборудования, что существенно увеличивает стоимость его доставки на орбиту. Кроме того, инкапсуляция не защищает от гамма-лучей и потока нейтронов, которые обладают высокой проникающей способностью. Поэтому разработка альтернативных типов фотоэлектрических преобразователей на основе более радиационно устойчивых материалов является одной из приоритетных задач развития космической отрасли. Проект 2022 был нацелен на решение этой важной фундаментальной проблемы: обеспечение высокой радиационной стабильности солнечных батарей на основе комплексных галогенидов свинца с перовскитной структурой, что сделало бы возможным их применение в космосе. Поставленные задачи были успешно решены. В частности, были разработаны новые фотоактивные гибридные перовскитные материалы, обладающие рекордной радиационной стабильностью: они выдерживают без какого-либо разложения дозы облучения более 20 МГр в комбинации с высокой фотостабильностью. Созданы перовскитные солнечные элементы, сохраняющие более 90% начального КПД после общей поглощенного дозы гамма-излучения 1.4 МГр. Полученные результаты в полной мере соответствуют передовому уровню исследований или даже превосходят его, а также свидетельствуют об огромных перспективах данных разработок. Для дальнейшиего развития данного направления исследований важно сконцентрироваться на разработке материалов и устройств, обладающих помимо значительной радиационной стабильности, также высокой устойчивостью по отношению к значительным перепадам температур и мощным потокам света. Кроме того, практическое внедрение результатов проекта требует проведения разработки технологии масштабирования перовскитных фотовольтаических модулей. Заявляемый Проект 2025 является логическим продолжением Проекта 2022 и направлен на разработку технологии создания высокоэффективных перовскитных солнечных батарей и модулей с высокой радиационной, фотохимической и термической стабильностью. В проекте 2025 фокус исследований будет смещен на разработку и рациональный молекулярный дизайн перовскитных полупроводниковых материалов на основе неорганических комплексных галогенидов свинца со значительно более высокой термической стойкостью по сранению с гибридными аналогами. Итогом реализации Проекта 2025 должна стать демонстрация полноценных лабораторных образцов солнечных батарей и модулей, которые будут выдерживать жесткую радиационную нагрузку под действием гамма-излучения, экстремально низкие и высокие температуры, а также иметь исключительную фотостабильность, обеспечивающие возможность их эффективной эксплуатации на околоземных орбитах в течение более 10 лет. Залогом успешной реализации данного проекта является наличие значительного научного задела у команды исполнителей проекта в разработке подходов к повышению эксплуатационной стабильности перовскитных фотопреобразователей под действием различных повреждающих факторов: радиационного излучения, облучения светом, повышенных температуры, электрического поля. Результаты Проекта 2025 позволят сформировать фундаментальные основы для создания перовскитных солнечных панелей для спутников на околоземных орбитах со значительно увеличенным сроком службы. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 14000.0 |
| Дата начала | 2025-06-10 |
| Дата окончания | 2026-12-15 |
| Номер контракта | 22-13-00463-П |
| Дата контракта | 2025-06-10 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 629.78 |
| Количество просмотров | 9 |
| Руководитель работы | Фролова Любовь Анатольевна |
| Руководитель организации | Золотухина Екатерина Викторовна |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И МЕДИЦИНСКОЙ ХИМИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2026-01-10 14:05:21 UTC, 2026-01-10 14:05:21 UTC |
| ОКПД | Нет |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | перовскитные солнечные батареи; радиационная стабильность фотопреобразователей; эксплуатационная стабильность фотопреобразователей |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 89.25.47 - Влияние условий космического полета на космическую технику |
| OECD | — |
| OESR | Физическая химия |
| Приоритеты научно-технического развития | б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения; |
| Регистрационные номера | ikrbs: {'card_list': [{'id': 'WHMTMZG7J2XMB48BKZGY0OZM'}]} |