Güneş pili
Tarih > Uzay uygulamaları

Uzay uygulamalarında güneş hücreleri (pilleri), 1958'de Vanguard uydusunda birincil akü güç kaynağına alternatif bir güç kaynağı olarak önemli bir uygulamada kullanılmasıyla ilk kez öne sürülmüştür. Uydu gövdesinin dışına hücre modülü eklenerek, uzay aracında veya güç sistemlerinde büyük bir değişiklik olmaksızın görev süresi uzatılabilmekteydi. 1959'da Amerika Birleşik Devletleri, uydularda ortak bir özellik haline gelecek büyük kanat şeklindeki güneş panellerine sahip Explorer 6'yı piyasaya sürdü. Bu diziler 9600 Hoffman güneş hücresinden oluşuyordu.
1960'lara gelindiğinde, güneş hücreleri, en iyi güç-ağırlık oranını sundukları için, Dünya yörüngesindeki çoğu uydu ve ve güneş sistemine bir dizi sonda için ana güç kaynağı olarak kaldı (ve hala da öyledir). Ancak, bu başarının uzay uygulamalarında mümkün olmasının nedeni, enerji güç sistemi maliyetlerinin yüksek olması, uzay teknolojisi kullanıcılarının başka güç seçeneklerine sahip olmaması ve mümkün olan en iyi hücreler için ödeme yapmaya istekli olmalarıydı. Bu nedenle; ta ki Ulusal Bilim Vakfı'nın "Ulusal İhtiyaçlara Uygulanan Araştırma" programı karasal uygulamalar için güneş hücrelerinin geliştirilmesini teşvik etmeye başlayana kadar, uzay enerjisi piyasası (özellikle NASA) güneş hücrelerinde daha yüksek verimliliklerin geliştirilmesini sağladı.
1990'ların başında, uzay güneş hücreleri için kullanılan teknoloji, karasal paneller için kullanılan silisyum teknolojisinden ayrıldı ve uzay aracı uygulamaları galyum arsenit bazlı III-V yarı iletken malzemelere geçerek, daha sonra yapılan geliştirmelerle modern III-V çok bağlantılı (multi junction) fotovoltaik hücreye dönüştü.
Son yıllarda araştırmalar hafif, esnek ve yüksek verimli güneş hücreleri tasarlama ve üretme yönünde ilerlemiştir. Karasal güneş hücresi teknolojisi genellikle mukavemet ve koruma için bir cam tabakası ile lamine edilmiş silisyum temelli fotovoltaik hücreler kullanır. Güneş hücreleri için uzay uygulamaları, hücrelerin ve dizilerin hem yüksek verimli hem de son derece hafif olmasını gerektirir. Uydularda uygulanan bazı yeni teknolojiler, güneş enerjisinin daha geniş bir spektrumunu kullanmak için değişen bant aralıklarına sahip farklı PN bağlantılarından oluşan çok bağlantılı (multi junction) fotovoltaik hücrelerdir. Ek olarak, büyük uydular, elektrik üretmek için büyük güneş panellerinin kullanılmasını gerektirir. Bu durum, uydu yörüngeye oturtulmadan önce uydunun üzerinde gittiği fırlatma aracının geometrik kısıtlamalarına uyması için güneş paneli dizilerinin katlanmasını ya da parçalara ayrılmasını gerektirir. Uydulardaki geleneksel güneş panelleri, birbiri üzerine katlanmış birkaç küçük karasal güneş panelinden oluşmaktadır. Bu küçük paneller, uydu yörüngesine yerleştirildikten sonra geniş bir panel şeklinde açılır. Gelişen teknolojiyle yeni uydularda, çok hafif olan ve çok küçük bir hacimde paketlenebilen esnek, yuvarlanabilir güneş panelleri kullanılması hedeflenmektedir. Bu esnek dizilerin daha küçük boyutu ve ağırlığı, bir fırlatma aracının yük ağırlığı ile fırlatma maliyeti arasındaki doğrudan ilişki nedeniyle bir uydunun fırlatılmasının toplam maliyetini önemli ölçüde azaltır.