科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

英國(guó)薩里大學(xué)、牛津大學(xué)、澳大利亞新南威爾士大學(xué)及韓國(guó)慶尚國(guó)立大學(xué)等機(jī)構(gòu)科學(xué)家合作，研發(fā)出一種名為“宇宙面紗”的創(chuàng)新涂層，有望顯著提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在太空環(huán)境中的耐久性，為研制更輕便、更經(jīng)濟(jì)、更高效的航天器太陽(yáng)能系統(tǒng)開(kāi)辟了新途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表于最新一期《焦耳》雜志。

作為新一代太陽(yáng)能技術(shù)的代表，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池不僅重量輕、成本低、使用壽命長(zhǎng)，其制造工藝也比傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池更簡(jiǎn)便。然而，這種電池在極端的太空環(huán)境中仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

為解決這一技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)利用碘化丙烷-1,3-二銨（PDAI2）材料研制出一種超薄防護(hù)涂層。

研究團(tuán)隊(duì)表示，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在太空應(yīng)用領(lǐng)域前景廣闊，但太陽(yáng)系內(nèi)無(wú)處不在的宇宙輻射始終是重大威脅，特別是對(duì)電池中的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)影響尤為顯著。此次研制的“防護(hù)衣”能有效保護(hù)這些精密部件，延緩其性能衰減。

為驗(yàn)證涂層效果，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)：將穿上“宇宙面紗”的處理組和對(duì)照組電池樣本置于高強(qiáng)度質(zhì)子輻射環(huán)境下，這相當(dāng)于在近地軌道運(yùn)行20余年所承受的輻射量。結(jié)果顯示，采用新型涂層的電池組表現(xiàn)出色，防護(hù)層通過(guò)抑制有害化學(xué)反應(yīng)，使電池效率下降幅度明顯減小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷跡象也大幅減少。

研究團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō)，PDAI2涂層的奧秘在于，它能穩(wěn)定易分解的分子結(jié)構(gòu)，防止其轉(zhuǎn)化為氨氣或氫氣等揮發(fā)性物質(zhì)，從而避免電池性能受損。