俄克拉荷馬大學的研究人員與國家可再生能源實驗室、北德克薩斯大學、美國宇航局格倫研究中心以及空間電力界的幾位合作者最近在《焦耳》雜志上發表了一篇論文，描述了測試鈣鈦礦太陽能電池用于太空的最佳條件。

鈣鈦礦是一種用于太陽能電池的材料，太陽能電池是將光轉化為電能的設備。俄克拉荷馬大學物理學家、論文合著者伊恩·塞勒斯表示，鈣鈦礦太陽能電池正在光伏社區中引起興奮，因為它們的性能迅速提高，對輻射的耐受性很高，這表明它們可用于為空間衛星和航天器提供電力。

賣家，也是Ted S。荷馬大學韋伯總統教授。道奇家庭藝術與科學學院道奇物理和天文學系和俄克拉荷馬州光伏研究所副所長指導了該領域的多名研究生和一名博士后研究員。塞勒實驗室的前博士后研究員布蘭登·杜蘭特現在是居住在美國的國家研究委員會研究員。海軍研究實驗室，是該論文的共同作者之一。

Sellers說，鈣鈦礦對光伏社區的許多人來說都令人興奮，因為這種新的太陽能電池材料可以達到高效率，并且速度更快，而且相對簡單。“但這些材料在穩定性和產量方面也存在重大問題，特別是在大氣條件下——水分、氧氣會降解這種材料，所以有趣的是，盡管存在這些陸地不穩定問題，但這個系統似乎輻射堅硬，適合太空。”

國家可再生能源實驗室化學材料和納米科學團隊的高級科學家約瑟夫·路德說，研究人員使用“輻射硬”一詞來描述物體或設備在空間環境中會受到多大破壞。這很有趣，特別是鈣鈦礦材料，因為已知半導體是柔軟的，但輻射硬度只是意味著它們可以承受輻射引起的缺陷，而不會在性能上迅速下降。

來自OU、NREL和北德克薩斯大學的團隊著手解決的問題是，太陽能電池的標準空間測試對鈣鈦礦的適用程度。

Sellers說，我們發現鈣鈦礦是輻射硬的，但不是出于許多人認為的原因。“我們發現，整個社區沒有正確測試它們。鈣鈦礦是薄膜，它們也非常柔軟，因此，如果您使用為傳統太陽能電池開發的空間協議，高能粒子的相互作用可以忽略不計，這意味著鈣鈦礦看起來很難輻射，因為我們認為它們沒有經過適當的測試。”

為了開發一種測試鈣鈦礦的新方法，杜蘭特與德克薩斯州登頓UNT物理系副教授Bibhudutta Rout合作，測量太陽能電池在不同條件下的輻射硬度或輻射照射。

Sellers說，我們開始通過控制性地停止太陽能電池不同部位的這些顆粒來進行這些非常有針對性的輻射依賴性測試。“因此，我們沒有使用非常高能的粒子，而是使用低能粒子，特別是質子，因為這些粒子對鈣鈦礦更有害，在太空中非常普遍，以低能轟炸太空中的太陽能電池和其他材料。當我們這樣做時，我們確認鈣鈦礦確實非常輻射硬，因為它們很柔軟，密度不是很高，所以當它們受損時，它們會很快愈合。”

賣家將效果比作一桶水。水開始時靜止不動。你可以潑水來制造混亂，但一旦濺水停止，它就會回到寂靜。

他說，這些鈣鈦礦非常接近于液體，所以當它們受損時，它們會自我愈合。鈣鈦礦就像一桶水一樣，會在太空中紊亂和損壞，但也會很快沉淀或愈合并恢復正常。我們所做的是創建一個協議，一套鈣鈦礦電池在進入太空之前必須對其進行測試的條件，以便國際社會以正確和相同的方式測試這些材料。”

這項研究的應用開辟了一系列可能性。一個感興趣的研究領域包括調查鈣鈦礦在月球永久裝置中的使用，特別是輕質柔性鈣鈦礦是否可以折疊并成功部署到太空中，甚至可以在月球上制造。

同樣，未來的研究可以探索鈣鈦礦太陽能電池在發射環境強烈的木星等行星或高輻射水平的極地軌道衛星任務中的應用。

美國宇航局格倫研究工程師兼合著者Lyndsey McMillon-Brown說，新材料的空間資格是由任務要求驅動的。這項工作非常重要，因為我們正在研究鈣鈦礦對輻射的反應，這與美國宇航局最感興趣的應用最相關。

Sellers說，通過團結起來，定義聯邦和商業空間界就這些協議的測試方式達成一致，是向前邁出的重要一步，正在開拓如何在太空中部署鈣鈦礦。

作者：大東童鞋 來源：新浪網 責任編輯：jianping