新涂層破解鈣鈦礦太陽能電池太空耐久性難題

英國薩里大學、牛津大學、澳大利亞新南威爾士大學及韓國慶尚國立大學等機構科學家合作，研發出一種名為“宇宙面紗”的創新涂層，有望顯著提升鈣鈦礦太陽能電池在太空環境中的耐久性，為研制更輕便、更經濟、更高效的航天器太陽能系統開辟了新途徑。相關研究成果發表于最新一期《焦耳》雜志。

作為新一代太陽能技術的代表，鈣鈦礦太陽能電池不僅重量輕、成本低、使用壽命長，其制造工藝也比傳統太陽能電池更簡便。然而，這種電池在極端的太空環境中仍面臨嚴峻挑戰。

為解決這一技術瓶頸，研究團隊利用碘化丙烷-1,3-二銨（PDAI2）材料研制出一種超薄防護涂層。

研究團隊表示，鈣鈦礦太陽能電池在太空應用領域前景廣闊，但太陽系內無處不在的宇宙輻射始終是重大威脅，特別是對電池中的有機分子結構影響尤為顯著。此次研制的“防護衣”能有效保護這些精密部件，延緩其性能衰減。

為驗證涂層效果，研究團隊設計了模擬實驗：將穿上“宇宙面紗”的處理組和對照組電池樣本置于高強度質子輻射環境下，這相當于在近地軌道運行20余年所承受的輻射量。結果顯示，采用新型涂層的電池組表現出色，防護層通過抑制有害化學反應，使電池效率下降幅度明顯減小，內部結構損傷跡象也大幅減少。

研究團隊解釋說，PDAI2涂層的奧秘在于，它能穩定易分解的分子結構，防止其轉化為氨氣或氫氣等揮發性物質，從而避免電池性能受損。