پهپادهای مجهز به صفحات خورشیدی از نور خورشید برای شارژ مجدد باتری‌های خود استفاده می‌کنند. با این قابلیت می‌توانند در هنگام پرواز نیز باتری‎های خود را شارژ کنند. این موضوع بدین جهت اهمیت دارد که دریافت خودکار انرژی در طی مسیر پرواز، به حفظ عملکرد مستقل و مناسب پهپاد، آن هم برای مدت زمان نسبتا زیاد، کمک می‌کند؛ چرا که نیاز شارژ مجدد باتری‎های پهپادها در ماموریت‌های عملیاتی به ویژه در موقعیت‌های دور یا غیرقابل پیش‌بینی بیش از پیش احساس می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه "یوهانس کپلر لینز" فناوری‌هایی را توسعه داده‎‌اند که می‎توان از آن در ساخت پهپادهای جدید با چنین قابلیت‎هایی استفاده کرد. ابداع و توسعه استفاده از سلول‌‎‎های خورشیدی بر روی پهپادهایی با داشتن طیف متنوعی از ماموریت‎ها مثل ماموریت‌های شناسایی نظامی یک قابلیت بسیار مناسب می‎باشد؛ چرا که سلول‎های خورشیدی انعطاف پذیر و در تولید انرژی برای مدت زمان زیادی خودکفا است. صفحات خورشیدی "دو بعدی" و یا "سه بعدی پروسکایت" از جمله این ابداعات فناوری پهپادهای مدرن می‌باشد. پایداری نسبتا بالا و توان خروجی تا حدود 45وات، از جمله ویژگی‎های قابل توجه این صفحات است که عملکرد پیشرفته‎‌ای را ارائه می‌دهد. این میزان چگالی توان، باعث تمایز این صفحات از سایر فناوری‌های خورشیدی شده است.

انعطاف پذیری صفحات خورشیدی با پروسکایت

محققان با تحقیق بر روی مواد جدید به ماده تازه‌ای به نام "پروسکایت" روی آورده‌اند که توانایی ساخت سلول‌های خورشیدی فشرده و انعظاف پذیر را به آنها می‎دهد. سلول‌های خورشیدی پروسکایت انرژی خورشیدی ارزان‎تر و با کارایی بیشتر را ارائه می‌دهند و در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته برای حرکت پیشران پرنده‎هایی همچون پهپادها بسیار خوب هستند. یکی دیگر از ویژگی‌های این سلول‎ها پوشش چرخشی و چاپ جوهرافشان آنهاست که نسبت به سلول‎های سیلیکونی متمایز هستند؛ ضمن اینکه روش‎های تولید آنها ساده‎‌تر و مقرون به صرفه‌تر است؛ چرا که ضخامت سلول‌های خورشیدی دو بعدی یا سه بعدی پروسکایت با بازدهی۲۰.۱ درصد و انعطاف‌پذیری بسیار مناسب کمتر از۲.۵ میکرومتر می‎باشد.

همچنین مدارهای الکتریکی مستقل سلول‌های خورشیدی بسیار سبک و منعطف هستند که 20 برابر نازک‌تر از تار موی انسان است و هرجایی که نور خورشید باشد، برق لازم وسایل مختلف الکترونیکی را تامین کند. استفاده ازمواد فتوولتائیک قدرتمند با بسترهای پلاستیکی شفاف ترکیب شده باعث مقاومت خوبی در برابر نفوذپذیری حرارت و رطوبت می‌شود. به این دلیل که ساخت سلول‌های خورشیدی با قابلیت انعطاف پذیری زیاد، بسیار پایدار و مطمئن با توان برتر نسبت به وزن به محاسبات ظریفی نیاز دارد.

مسئولان این پژوهش صنعتی گفته‎اند:«فتوولتائیک‌های سبک ، سازگار و بسیار مناسب و توانمند، توانایی تولید و توسعه نسل بعدی فناوری این سامانه‎های پیشران خورشیدی را برای ما آسان‌تر می‎کند.»

همچنین، پژوهشگران این پژوهش گفته‌اند:«رویکرد دو مرحله‌ای در ساخت سلول‌های خورشیدی با فناوری پروسکایت، به شکل قابل توجهی پایداری عملیاتی آنها را بهتر کرده است.» این موضوع که یک پهپاد مستقلا بدون شارژ یا سوخت گیری مجدد زمینی، بتواند به شکل خودکار در حین پرواز شارژ شود برای محققان اهمیت زیادی دارد.  

لازم به ذکر است، حدود30 سلول در این صفحات خورشیدی پهپادها به شکلی منظم گنجانده شده که توانایی پرواز مستقل از شارژ مجدد زمینی را به آن می‎دهد. این موضوع نشان داد صفحات خورشیدی کارایی و طول عمر بالایی نسبت به سایر باتری‌ها به ویژه باتری‎های لیتیومی دارد. ماموریت‎های رزمی، ماموریت‌های نقشه برداری از سطوح مختلف زمین در مقیاس زیاد، ماموریت‎های جستجو و نجات از جمله مهم‌ترین وظایف پهپادهای مجهز به سلول‎‌های خورشیدی می‌تواند باشد.

حمید اسدی – خبرنگار تحریریه جوان قدس