13-08-2020 12:42 | Door: Marc Seijlhouwer

Experimentele zonnecellen, gemaakt van perovskiet en organische materialen, werken in de ruimte. Dat blijkt uit een nieuw Duits onderzoek. Het experiment laat zien dat de ruimtevaart een hoop kan winnen als een raket niet de rigide, zware silicium-zonnecellen mee hoeft te nemen.

De zonnecellen gingen mee op een raket die tot 240 kilometer hoogte kwam en daarna terugkeerde naar aarde. In totaal waren de cellen dus maar 7 minuten in de ruimte - maar dat was lang genoeg om allerlei interessante informatie te krijgen. Allereerst bleken de zonnecellen te werken, ook in de extreme omstandigheden van de ruimte. Maar ze bleken zelfs - in tegenstelling tot silicium-cellen - een beetje stroom op te wekken als ze niet richting de zon stonden. Het licht dat reflecteert van de aarde en de maan, was genoeg om een beetje elektriciteit op te wekken.

Lees ook: Wondermiddel grafeen bescherpt perovskieten zonnecellen

Lichtgewicht zonnecellen

De resultaten van het onderzoek laten volgens de onderzoekers zien hoe nuttig perovskiet en organische zonnecellen kunnen zijn. Nu ze stevig genoeg blijken om een lancering te overleven, biedt dit een heleboel mogelijkheden voor de ruimtevaart. De cellen wekken per gram gewicht namelijk veel meer stroom op dan silicium-zonnecellen. En dat is belangrijk in de ruimtevaart, waar elke kilo extra gewicht liters meer brandstof kost.

Een kilo perovskietcellen of organische cellen heeft een vermogen van 30.000 watt. Dat is genoeg om driehonderd 100-watt-lampen van stroom te voorzien. Het is tien keer meer dan er nu mogelijk is met zonneceltechniek in de ruimte, volgens de Duitse onderzoekers. Bovendien zijn deze zonnecellen makkelijker te produceren dan silicium en kunnen ze op een flexibele ondergrond geplaatst worden. Dat geeft de ontwerpers van ruimteschepen meer vrijheid.

Deep space

Dat de zonnecellen ook reflecterend licht konden gebruiken bij de test, opent nog meer deuren. De onderzoekers denken dat die eigenschap onmisbaar is bij ‘deep space’-missies, waar raketten voorbij ons zonnestelsel gaan en in gebieden komen waar de zon niet schijnt. Als de cellen dan licht van verre sterren op kunnen vangen om het ruimtevaartuig van stroom te voorzien, worden zulke missies realistischer. Er zijn dan wel een heleboel zonnecellen nodig - maar omdat ze zo weinig wegen, hoeft dat geen probleem te zijn.

Het klinkt allemaal mooi, maar dit soort zonnecellen heeft nog genoeg problemen. Ze zijn bijvoorbeeld erg kwetsbaar: regen of straling kan de kristallen stuk maken. Bovendien is de productie voorlopig nog duurder dan van silicium-cellen, waar al een gigantische industrie voor is. Toch zijn deze cellen veelbelovend. En als de ruimtevaart ze gaat gebruiken, is er een grote kans dat innovaties uit die sector toepassing op aarde ook dichterbij brengen.

Lees ook: Vijf duurzame toepassingen van techniek uit de ruimtevaart

Bron: TUM/Joule | Beeld: Wei Chen / TUM