KTU mokslininkai kuria radiacijai atsparius saulės elementus mažiesiems palydovams

Sparčiai augant komercinių palydovų skaičiui bei kylant energijos poreikiui, rinkoje atsiranda naujoviškų saulės elementų trūkumas. Dabar naudojamos technologijos turi aiškų trūkumą – dėl komplikuoto gamybos proceso yra labai sudėtinga išplėsti jų gamybą.

Sprendžia kosmoso pramonės problemą

„Mūsų siūlymas kosmoso pramonei – panaudoti perovskitinius saulės elementus, siekiant patenkinti šį kosmoso rinkos poreikį“, – sako Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkas dr. Artiomas Magomedovas (Artiom Magomedov).

Jo vadovaujama KTU mokslininkų komanda „Santaka Space“ (dr. Deimantė Krisiūnė, dr. Kasparas Rakštys, dr. Ernestas Kasparavičius ir dr. Saulius Burinskas) pelnė prizinę vietą Naujovių agentūros rengtame pirmajame kosmoso iki-inkubavimo programos cikle, skirtame ankstyvosios stadijos kosmoso sektoriaus sumanymų vystymui ir validavimui.

KTU mokslininkai varžytuvėse pasiūlė lanksčias perovskitines saulės baterijas, turinčias aukštą galios ir svorio santykį (W/g) bei lankstų gamybos procesą, kuris šiuo metu rinkoje dar nėra plačiai prieinamas.

Kalbėdamas apie tai, kuo perovskitiniai saulės elementai skiriasi nuo įprastų saulės modulių, kuriuos galime rasti ant gyvenamųjų namų stogų, dr. A. Magomedovas pabrėžia, kad pagrindinis skirtumas yra medžiagų formavimo būde.

„Dauguma saulės elementų reikalauja monokristalinių medžiagų, kurių formavimui reikia sunaudoti daug energijos. 

Tuo tarpu perovskitas gali būti liejamas iš tirpalų, priartinant technologiją prie spaudos (spausdinimo) procesų. Nepaisant šio gamybos paprastumo, galima gauti aukštos kokybės puslaidininkį“, – pabrėžia A. Magomedov.

Svoris – pagrindinė sąlyga

Palydovai į Žemės orbitą iškeliami su raketomis-nešėjomis iš kosmodromų. Svoris, kurį galima iškelti su tokiomis raketomis, yra labai ribotas – kiekvienas iškeliamo svorio gramas kainuoja didžiulius pinigus. Tad kuo lengvesnis palydovas iškeliamas, tuo daugiau sutaupoma.

Pasak dr. A. Magomedov, dėl to siekiama sukurti kuo lengvesnes tokių palydovų dalis ir juose naudojamus saulės elementus. Jo komandos kuriami elementai ne tik lengvi – jie gali būti ir lankstūs. Tai leidžia supakuoti didesnius saulės elementus į mažą raketos-nešėjos tūrį.

KTU mokslininko teigimu, idėją pasukti į kosmoso pramonę padiktavo aplinkybės.

„Po ilgo planavimo 2025 metų pradžioje KTU įsirengėme saulės elementų formavimo laboratoriją. Išsigryninus darbinius procesus, pradėjome ieškoti nišų naujiems tyrimams.

Perovskitiniai saulės elementai jau kurį laiką buvo ir yra minimi kaip perspektyvi kosmoso technologija, tačiau iki praėjusių metų tai buvo dar ganėtinai fundamentali tyrimų sritis“, – pasakoja KTU mokslininkas.

Aukšta pridėtinė vertė Lietuvai

Tačiau besikeičianti rinkos padėtis bei daug žadantys pirminiai tyrimų rezultatai ragino giliau domėtis šia tematika.

„Taip susiklostė, kad stažuočių užsienyje metu teko dirbti su kolegomis, kurie buvo pirmieji atlikę perovskitų atsparumo kosmoso radiacijai tyrimus, tad atsiradus technologinėms galimybėms KTU, ši mintis vis aplankydavo ir mane.

Naujovių agentūros kosmoso iki-inkubavimo programa tapo proga išeiti iš komforto zonos ir išgirsti kitokį požiūrį į technologijas ir gaminius“, – pabrėžia dr. A. Magomedov.

Programoje įvertinimo sulaukusį sumanymą KTU mokslininkas vystė kartu su KTU kolegomis: dr. D. Krisiūne ir dr. Kasparu Rakščiu, o demonstratoriaus konstravimas varžytuvėms vyko dr. S. Burinsko bei dr. E. Kasparavičiaus rankose.

Kalbėdamas apie laukiančius mokslinius iššūkius, dr. Magomedov pabrėžė, kad jų, kaip ir kiekvienam mokslininkui, apstu, mat pati perovskitų technologija dar reikalauja daug darbo, norint pasiekti reikiamą jos patikimumą.

„Bet tai ir yra technologijos vystymo dalis. Tai yra mūsų komandos ir universiteto bandymas prisidėti prie technologijų vystymo Europos regione bei, sėkmės atveju, aukštos pridėtinės vertės kūrimo Lietuvoje.

Mokiniams ir studentams, kurie svajoja apie kosmoso naujoves Lietuvoje, galėčiau patarti – ne tik svajokite, bet ir veikite“, – sako KTU mokslininkas.