科技日報記者 張浩
鈣鈦礦太陽能電池正在成為舉世矚目的新型能源，但其抗輻射和穩(wěn)定性仍存在缺陷。近日，一個包括俄羅斯物理學家在內(nèi)的國際科研團隊在鈣鈦礦太陽能電池抗輻射性方面取得突破，并進行了實驗測試。
鈣鈦礦太陽能電池因其較長的載流子壽命、較高的光吸收性能、高載流子遷移率以及成本低和易于制備等優(yōu)勢成為太陽能電池研究的前沿和熱點。目前，鈣鈦礦太陽能電池效率已突破26%的門檻，但這種電池也存在一個致命缺陷，那就是鈣鈦礦會被輻射（宇宙射線、太陽光等）所破壞，抗輻射性不足會影響其穩(wěn)定性，進而嚴重沖擊其應用前景。
據(jù)參與此項研究的來自俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學電物理學教研室主任伊萬·日德科夫介紹，國際科研團隊的科學家們用鈣、鍶和鋇陽離子部分替代了復合鹵化物中的鉛陽離子，從而解決了鈣鈦礦太陽能電池的抗輻射問題。其中，鉛的替代率從1%到10%不等，因為完全替代堿土金屬陽離子會導致材料實際上不適合用作光電設備的光吸收劑。用堿土金屬陽離子替代百分之一的鉛陽離子對鈣鈦礦進行改性，可提高材料的光穩(wěn)定性和抗輻射能力。
伊萬·日德科夫表示，將這種新材料置于伽馬射線和電子束照射下，用X射線光電子能譜儀對其特性進行了研究。研制出的最優(yōu)樣品能夠成功地承受高劑量的伽馬射線（550萬戈瑞）和電子束（每平方厘米3兆）。
基于全無機人工鈣鈦礦的新型太陽能電池材料國際科研團隊分別來自俄羅斯科學院切爾諾戈洛夫卡化學物理和醫(yī)學化學問題聯(lián)邦研究中心、烏拉爾聯(lián)邦大學物理技術(shù)研究所、俄羅斯科學院烏拉爾分院米赫耶夫金屬物理研究所、美國田納西大學，以及中國哈爾濱工業(yè)大學鄭州研究院。該項目得到了俄羅斯科學基金會項目經(jīng)費的支持。
（本欄目稿件來源：俄羅斯衛(wèi)星通訊社 編輯整理：本報記者張浩）
