À mesure que les agences spatiales s’enfoncent plus loin dans le système solaire externe, la diminution de la lumière solaire devient un défi crucial. Un panneau solaire standard d'un mètre carré (3,2 pieds) qui fournit environ 400 W près de la Terre devrait être environ 2 000 fois plus grand pour produire la même puissance sur l'orbite lointaine de Pluton 【NASA】.
Pour résoudre ce problème, la NASA s'est associée à MSGI Technology Solutions, qui a récemment introduit des cellules solaires intégrant des piliers de carbone microscopiques (des nanotubes) dans la structure cellulaire.
Les nanotubes remplissent deux fonctions clés :ils piègent les photons qui autrement se refléteraient sur une surface plane, et ils augmentent la surface effective du panneau, permettant de capter davantage de lumière et de la convertir en électricité.
L’accumulation de poussière constitue également une menace importante en matière d’efficacité. Seulement 0,1 once (2,8 g) de poussière par mètre carré (0,9 m²) peut réduire le rendement d'un panneau jusqu'à 40 %. En réponse, des scientifiques de la NASA et des collaborateurs externes ont développé un revêtement autonettoyant anti-salissure conçu à l'origine pour les applications extraterrestres (NASA).
Ces panneaux comportent une fine couche transparente et conductrice d’électricité. Des capteurs intégrés détectent l'accumulation de poussière et déclenchent une impulsion électrique qui envoie une brève onde électromagnétique, éliminant efficacement la saleté sans aucune pièce mobile.
Un tel système de nettoyage est inestimable car il élimine l'usure mécanique des composants mobiles et supprime le besoin de lavage manuel, une tâche laborieuse et consommatrice d'eau qui serait peu pratique sur la surface poussiéreuse de Mars ou d'autres sites éloignés.
Au-delà de l’espace, ces avancées se traduisent dans la vie quotidienne. Les panneaux solaires modernisés alimentent désormais une large gamme de biens de consommation, du matériel de camping portable aux radios, et cette technologie est prometteuse pour des applications à grande échelle, pouvant conduire à de nouveaux types de centrales électriques terrestres.
Sans les recherches pionnières de la NASA et la collaboration avec des entreprises privées, la technologie solaire en serait probablement encore à ses balbutiements. Grâce à ces efforts, les solutions solaires continueront d'évoluer, bénéficiant à la fois à l'exploration spatiale et aux besoins énergétiques de la Terre.