ศึกษาเกี่ยวกับดาวเทียม

ในJournal of Applied Physicsโดย AIP Publishing นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้เสนอการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทนต่อรังสีซึ่งมีวัสดุดูดซับแสงเป็นชั้นบางเฉียบ เมื่อเซลล์แสงอาทิตย์ดูดซับแสง เซลล์แสงอาทิตย์จะถ่ายโอนพลังงานไปยังอิเล็กตรอนที่มีประจุลบในวัสดุ พาหะประจุไฟฟ้าเหล่านี้จะเป็นอิสระและสร้างกระแสไฟฟ้าไปทั่วแผงโซลาร์เซลล์ การฉายรังสีในอวกาศทำให้เกิดความเสียหายและลดประสิทธิภาพโดยการแทนที่อะตอมในวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์และลดอายุการใช้งานของตัวพาประจุ การทำให้แผงโซลาร์เซลล์บางลงควรเพิ่มอายุการใช้งานเนื่องจากตัวพาประจุมีระยะทางน้อยกว่าในช่วงอายุการใช้งานที่สั้นลง เมื่อวงโคจรระดับต่ำของโลกเริ่มระเกะระกะไปด้วย อ จึงมีความจำเป็นมากขึ้นเรื่อยๆ ที่ต้องใช้วงโคจรมิดเดิ้ลเอิร์ธ เช่น วงโคจรโมลนิยาที่ผ่านใจกลางแถบรังสีโปรตอนของโลก จำเป็นต้องมีการออกแบบเซลล์ที่ทนต่อการแผ่รังสีสำหรับวงโคจรที่สูงขึ้นเหล่านี้ อีกวิธีหนึ่งสำหรับเซลล์ที่ทนต่อรังสีคือการศึกษาดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่น ตัวอย่างเช่น ยูโรปา ซึ่งเป็นดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี มีสภาพแวดล้อมการแผ่รังสีที่รุนแรงที่สุดแห่งหนึ่งในระบบสุริยะ การลงจอดยานอวกาศพลังงานแสงอาทิตย์บนยูโรปาจะต้องใช้อุปกรณ์ที่ทนทานต่อรังสี ผู้ตรวจสอบได้สร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สองประเภทโดยใช้สารกึ่งตัวนำแกลเลียมอาร์เซไนด์ หนึ่งคือการออกแบบบนชิปที่สร้างขึ้นโดยการวางสารหลาย ๆ ชนิดไว้ในสแต็ค การออกแบบอื่นเกี่ยวข้องกับกระจกด้านหลังสีเงินเพื่อเพิ่มการดูดซับแสง เพื่อเลียนแบบผลกระทบของรังสีในอวกาศ อุปกรณ์เหล่านี้ถูกระดมยิงด้วยโปรตอนที่สร้างขึ้นที่โรงงานนิวเคลียร์ Dalton Cumbrian ในสหราชอาณาจักร ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ก่อนและหลังการฉายรังสีได้รับการศึกษาโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า ปริมาณความเสียหายของรังสี การทดสอบชุดที่สองโดยใช้ Compact Solar Simulator ดำเนินการเพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานได้ดีเพียงใดหลังจากถูกโจมตีด้วยโปรตอน Armin Barthel ผู้เขียนกล่าวว่า "เซลล์แสงอาทิตย์แบบบางเฉียบของเรามีประสิทธิภาพดีกว่าอุปกรณ์ที่หนากว่าที่ศึกษาไว้ก่อนหน้านี้สำหรับการแผ่รังสีโปรตอนเหนือเกณฑ์ที่กำหนด รูปทรงเรขาคณิตบางเฉียบให้ประสิทธิภาพที่น่าพอใจโดยมีขนาดสองลำดับเมื่อเทียบกับการสังเกตครั้งก่อน" Armin Barthel ผู้เขียนกล่าว ผู้เขียนกล่าวว่าประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของเซลล์บางเฉียบเหล่านี้เป็นเพราะตัวพาประจุมีอายุยืนพอที่จะเดินทางระหว่างขั้วในอุปกรณ์ เมื่อเทียบกับเซลล์ที่หนากว่า เซลล์ที่บางเฉียบจำเป็นต้องใช้กระจกครอบน้อยลงเกือบ 3.5 เท่าเพื่อให้จ่ายพลังงานได้เท่ากันหลังจากใช้งานมา 20 ปี สิ่งนี้จะแปลเป็นภาระที่เบาลงและลดต้นทุนการเปิดตัวลงอย่างมาก