Zero-loss Energy harvesting Using nanowire solar cells in Space

ZEUS-projektet är fokuserat på utvecklingen av innovativa, högeffektiva och strålningsbeständiga nanotrådssolceller for energiuppfångning på satelliter i omloppsbana runt jorden. Nuvarande rymdtestade nanotrådssolceller har circa 15 % verkningsgrad, siktar ZEUS på att avsevärt förbättra denna verkningsgrad, potentiellt upp till 47 % genom att använda trippelövergångsnanotrådsceller med en noggrant utvald sammansättning av olika III-V halvledarmaterial. I projektet behöver vi optimera nanotrådsytpassivering för att förbättra spännings- och strömanpassningen av solcellen. Projektet ämnar uppnå skalbarhet genom utvecklandet av en avrivningsteknik som tillåter att överföra solceller till lätta, flexibla substrat (en tunn film), vilket möjliggör ekonomiskt gångbara lätta solcellspaneler.

Viktiga mål inkluderar:
1. Förbättra verkningsgraden av strålningsbeständiga nanotrådsolceller.
2. Skala upp substratstorleken till 100 mm2 och utveckla moduler i storleken 1x1 cm2.
3. Förbättring av effektkonvertering i banbrytande trådlösa kraftöverföringssystem baserade på III-V nanotråds MOSFETs.
4. Minska vikt och materialanvändning genom uppskalning av nanotrådssolcellsstorlek och utvecklande av substratåteranvändning.

Dessutom fokuserar projektet på två nyckelaspekter: koldioxidutsläpp och effektiv användning av kritiska råvaror. Genom livscykelbedömning av nanotrådsolceller ämnar ZEUS utvärdera miljöpåverkan och kommersiell potentialen med avseende på rymdenergi.

Forskningen har långtgående tillämpningar, som till exempel att integrera nanotrådsbaserade enheter i töjbara polymerfilmer (som erbjuder flexibilitet i solceller, elektronik, detektorer och lysdioder), självdrivna noder för IoT eller kryogen elektronik.