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Ionic liquid coating for charge mitigation of solar modules in space: Electron microscopy on insulating nanosphere lithography patterned surfaces

Wendt, Mirco und Dorn, Franziska und Lange, Regina und Ludwig, Ralf und Berdermann, Jens und Barke, Ingo und Speller, Sylvia (2024) Ionic liquid coating for charge mitigation of solar modules in space: Electron microscopy on insulating nanosphere lithography patterned surfaces. Journal of Space Weather and Space Climate (14). EDP Sciences. doi: 10.1051/swsc/2024019. ISSN 2115-7251.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.swsc-journal.org/articles/swsc/abs/2024/01/swsc230062/swsc230062.html

Kurzfassung

Surfaces of satellites and spacecraft are exposed to high energy charged particles from the solar wind, especially during space weather events. This can lead to differential charging, which is a common reason for hardware degradation and sensor errors. Solutions like coatings are required to avoid excessive cost and weight. Mimicking the electron part of space-like environments in ultra-high vacuum (UHV) chambers can be achieved by using electrons emitted by a scanning electron microscope (SEM). As a performance test for the discharge capabilities we use the quality of electron microscopy images on otherwise insulating substrates such as glass, structured by nanosphere lithography and coated with an ionic liquid (IL). Additionally, the surface potential was measured by Kelvin Probe Force Spectroscopy. The IL film (BMP DCA) was applied ex-situ and a thickness of 12.8 (±0.8) nm was determined by reflectometry and confirmed by dynamic atomic force microscopy. Such a film of ionic liquid would lead to an additional mass of below 20 mg and negligible additional material costs. The light absorption and influence of ionic liquid coatings on the current output of an actual solar cell were investigated. The results indicate, that these coatings are promising candidates for surface charge mitigation with a high potential for application.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207460/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ionic liquid coating for charge mitigation of solar modules in space: Electron microscopy on insulating nanosphere lithography patterned surfaces
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wendt, Mircomirco.wendt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-5970-4781171938502
Dorn, FranziskaUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lange, ReginaUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ludwig, RalfUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berdermann, JensJens.Berdermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3308-4584NICHT SPEZIFIZIERT
Barke, IngoUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Speller, SylviaUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Mai 2024
Erschienen in:Journal of Space Weather and Space Climate
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1051/swsc/2024019
Verlag:EDP Sciences
ISSN:2115-7251
Status:veröffentlicht
Stichwörter:surface charging, ionic liquid, discharge, coating, mitigation
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Weltraumwettereinfluss
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik > Weltraumwettereinfluß
Hinterlegt von: Wendt, Mirco
Hinterlegt am:18 Nov 2024 09:53
Letzte Änderung:18 Nov 2024 09:53

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