Η Rocket Lab Corporation ανακοίνωσε την έναρξη της παραγωγής της ανεστραμμένης μεταμορφικής (IMM) ηλιακής κυψέλης Apex, μιας λύσης υψηλής απόδοσης για την παροχή ενέργειας στο διάστημα, σχεδιασμένης να εξαλείφει την εξάρτηση από υποστρώματα γερμανίου και να αποφεύγει τα σημεία συμφόρησης στην εφοδιαστική αλυσίδα κρίσιμων ορυκτών.
Η ανεστραμμένη μεταμορφική αρχιτεκτονική είναι μια εξειδικευμένη προσέγγιση στη μηχανική ημιαγωγών, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλιακών κυψελών πολλαπλών επαφών και θερμοφωτοβολταϊκών διατάξεων εξαιρετικά υψηλής απόδοσης.
Αντί να βασίζεται στη συμβατική κατακόρυφη ανάπτυξη κρυστάλλων, η τεχνική αντιστρέφει τη σειρά κατασκευής, επιτρέποντας την ανάπτυξη ελαφρύτερων και αποδοτικότερων ηλιακών κυψελών με λιγότερες ατέλειες.
Σε μια δομή IMM, τα στρώματα ημιαγωγών αναπτύσσονται με αντίστροφη σειρά, ξεκινώντας από στρώματα που ταιριάζουν στενά με την κρυσταλλική δομή του υποστρώματος ανάπτυξης.
Στη συνέχεια, εναποτίθενται πρόσθετες επαφές με διαφορετικές σταθερές πλέγματος, χρησιμοποιώντας προσεκτικά σχεδιασμένα μεταμορφικά ρυθμιστικά στρώματα, τα οποία συμβάλλουν στη διαχείριση της παραμόρφωσης και στον περιορισμό της διάδοσης κρυσταλλικών ατελειών.
Μόλις ολοκληρωθεί η στοίβα των ημιαγωγών, συγκολλάται σε ένα ελαφρύ υλικό στήριξης και αφαιρείται το αρχικό υπόστρωμα ανάπτυξης.
Στη συνέχεια, η ολοκληρωμένη διάταξη αναστρέφεται στη θέση λειτουργίας της, επιτρέποντας σε κάθε επαφή να απορροφά διαφορετικό τμήμα του φάσματος του φωτός, διατηρώντας παράλληλα υψηλή ποιότητα υλικού και απόδοση μετατροπής.
Με την υιοθέτηση μιας ανεστραμμένης μεταμορφικής αρχιτεκτονικής, η κυψέλη IMM Apex εξαλείφει πλήρως την ανάγκη για ακριβό και δυσεύρετο γερμάνιο, ενώ επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής της ηλιακής ενέργειας 31,5% στην αρχή της ζωής της, σύμφωνα με τη Rocket Lab.
Πέρα από τον περιορισμό των κινδύνων που σχετίζονται με την προμήθεια κρίσιμων υλικών, ο σχεδιασμός προσφέρει μείωση κατά 40% στη μάζα της κυψέλης σε σύγκριση με παλαιότερα διαστημικά ηλιακά προϊόντα τριπλής επαφής, σύμφωνα με τον κατασκευαστή.
Η χαμηλότερη μάζα μεταφράζεται σε υψηλότερη αναλογία ισχύος προς βάρος, επιτρέποντας στους κατασκευαστές δορυφόρων είτε να μειώσουν τη μάζα του διαστημικού σκάφους είτε να αυξήσουν την ποσότητα ισχύος που παράγεται για δεδομένο βάρος ηλιακής συστοιχίας.
Η Rocket Lab δήλωσε ότι σχεδίασε την κυψέλη ως άμεση αντικατάσταση των παλαιότερων κυψελών με βάση το γερμάνιο.
Αυτή η συμβατότητα επιτρέπει στους ολοκληρωτές διαστημικών σκαφών και στους κατασκευαστές αστερισμών να υιοθετήσουν την τεχνολογία χωρίς γερμάνιο, χωρίς να χρειάζεται να επανασχεδιάσουν τις υπάρχουσες διαμορφώσεις των ηλιακών συστοιχιών ή να πραγματοποιήσουν σημαντικές κεφαλαιουχικές επενδύσεις για την αναδιαμόρφωση των γραμμών συναρμολόγησης.
«Η IMM Apex προσφέρει εξαιρετικές επιδόσεις, αντιμετωπίζοντας παράλληλα πραγματικές προκλήσεις, όπως η αύξηση του κόστους των υλικών και οι περιορισμοί στην εφοδιαστική αλυσίδα», δήλωσε ο Brad Clevenger, πρόεδρος του τμήματος Space Systems της Rocket Lab USA. «Με την IMM Apex, οι πελάτες αποκτούν πρόσβαση σε ένα προϊόν υψηλής απόδοσης, ελαφρύ και χωρίς γερμάνιο, το οποίο συνδυάζει αποδεδειγμένη αξιοπιστία με ταχύτερους χρόνους παραγωγής».
Η πλατφόρμα IMM Apex βασίζεται στην υποκείμενη ανεστραμμένη μεταμορφική τεχνολογία της Rocket Lab, η οποία στο παρελθόν τροφοδότησε με ενέργεια το ελικόπτερο Ingenuity Mars της NASA κατά τη διάρκεια της επιχειρησιακής του εκστρατείας στον Άρη και σήμερα παρέχει ενέργεια σε στόλους δορυφόρων σε τροχιά.
Η Rocket Lab αυξάνει την παραγωγή της IMM Apex στις εγκαταστάσεις κατασκευής διαστημικών συστημάτων ενέργειας που διαθέτει στο Αλμπουκέρκι του Νέου Μεξικού.
Στοχευμένες επενδύσεις κεφαλαίου και βελτιστοποιήσεις της παραγωγής στις εγκαταστάσεις αναμένεται να υποστηρίξουν ετήσιους όγκους παραγωγής «πολλών εκατοντάδων kW», ώστε να καλυφθεί η αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας από εμπορικούς μεγάλους δορυφορικούς αστερισμούς, αποστολές πολιτικής διαστημικής εξερεύνησης και διαστημικά προγράμματα εθνικής ασφάλειας.
www.worldenergynews.gr
