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      研究人員評估了鈣鈦礦太陽能電池在太空應用中的潛力
      
			
      
				2019-07-23 16:04:18
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      來自Skoltech，IPCP RAS，MSU和UFU的科學家們已經(jīng)考慮了新型光伏技術(shù)在航天器和衛(wèi)星中的應用，并探討了鈣鈦礦太陽能電池在伽馬射線照射方面的輻射穩(wěn)定性。該研究的結(jié)果發(fā)表在Journal of Physical Chemistry Letters上。
      

      研究人員評估了鈣鈦礦太陽能電池在太空應用中的潛力
      

      鈣鈦礦太陽能電池代表了一種非常有前途的新興光伏(PV)技術(shù)。自2009年第一個基于具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復雜鹵化鉛的太陽能電池開發(fā)以來，它們的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)從3.8%增加到約24%。光伏技術(shù)的這一進步是前所未有的。鈣鈦礦太陽能電池被認為是光伏技術(shù)的未來，并且可能取代昂貴的硅基太陽能電池板。除了低制造成本之外，鈣鈦礦太陽能電池比傳統(tǒng)太陽能電池輕得多，這使得它們對于空間應用具有吸引力。
      

      由Pavel Troshin教授領導的研究小組是首批探索鈣鈦礦太陽能電池在衛(wèi)星和航天器中潛在應用的團隊之一。Skoltech博士 學生Aleksandra Boldyreva解釋了她的工作的主要結(jié)果：“太空中的太陽能電池不僅應該承受嚴重的太陽輻射，而且必須能夠耐受高劑量的伽馬射線以實現(xiàn)多年的穩(wěn)定運行。在我們的工作中，我們研究了具有鈣鈦礦晶格的復合鹵化鉛Cs 0.15 MA 0.10 FA 0.75 Pb(Br 0.17 I 0.83)3在文獻中稱為三陽離子鈣鈦礦，并且被認為是該族材料中最穩(wěn)定的。
      

      “鈣鈦礦薄膜和太陽能電池暴露在伽馬射線中，劑量高達5000Gy。太陽能電池在暴露于300Gy射線時看起來相當穩(wěn)定，但是更高的劑量導致短路快速衰減電流密度(J sc)和器件的功率轉(zhuǎn)換效率。使用一套互補的分析技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)器件退化的主要原因與γ射線引起的鹵素相分離有關(guān)。換句話說，I -和Br -離子離開混晶的晶格并傾向于形成富含溴或碘的單獨的無定形或結(jié)晶域。我們小組首次揭示了γ射線引起的鹵離子相分離的異常效應。“
      

      總而言之，Skoltech的科學家們發(fā)現(xiàn)，目前的混合鹵化物三重陽離子鈣鈦礦不適合空間應用。需要具有增強穩(wěn)定性的新型材料，這是Troshin教授研究小組的主要目標之一。
      
			

			
        
      
			
      
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