钙钛矿太阳能电池：太空探索的新“能源之星”

钙钛矿太阳能电池：太空探索的新“能源之星”

引用

网易

等

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来源

1.

https://www.163.com/dy/article/JN5KOAER0552LHQK.html

2.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535321.shtm

3.

https://oilprice.com/zh/%E5%8F%AF%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%83%BD/%E6%96%B0%E6%8A%80%E6%9C%AF%E5%8F%AF%E8%83%BD%E4%BC%9A%E9%9D%A9%E6%96%B0%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%83%BD%E4%BA%A7%E4%B8%9A.html

4.

https://www.linkresearcher.com/theses/c56736d7-6989-4c92-965a-307ba3f95956

5.

https://www.linkresearcher.com/theses/11d02340-b8a4-46b7-b0dd-d2daed7a60ba

6.

https://iss.wh.sdu.edu.cn/info/1096/4202.htm

7.

https://xuangutong.com.cn/article/1159236

8.

http://www.journalofsse.com/CN/10.19963/j.cnki.2097-4302.2024.03.009

9.

https://www.cenews.com.cn/news.html?aid=1186962

钙钛矿太阳能电池因其卓越的光电转换效率和轻量化设计，近年来在光伏领域异军突起。这种新型电池不仅在地面应用中展现出巨大潜力，更因其独特优势，有望在太空探索中发挥重要作用。

钙钛矿太阳能电池的核心优势在于其惊人的光电转换效率。理论极限高达33%，通过叠层技术甚至能突破45%。目前实验室效率已超过25.7%，远超传统晶硅电池的29.4%上限。此外，钙钛矿电池的制备成本低、工艺流程短，大规模生产潜力巨大。

在太空环境中，钙钛矿电池的优势更加凸显。其轻量化设计和高效率特性，使其成为航天器和空间站的理想能源选择。例如，在月球探测任务中，钙钛矿电池可以为科研设备提供持续稳定的电力支持。同时，其柔性特点也便于在狭小的太空环境中安装和部署。

然而，钙钛矿电池在太空应用中仍面临诸多挑战。山东大学空间科学攀登团队的研究发现，火星尘暴活动产生的静电放电（ESD）会对钙钛矿电池造成显著影响。实验结果显示，在暴露于ESD仅90秒后，电池的光电转换效率下降高达55.4%。这一发现揭示了火星尘暴产生的ESD是未来钙钛矿电池在火星上应用所面临的一大严峻挑战。

此外，钙钛矿电池的长期稳定性也是亟待解决的问题。虽然在无水、无氧的太空环境中，钙钛矿材料的稳定性会有所提升，但太空中的极端温度变化和宇宙射线辐射仍可能对其性能产生影响。

尽管存在诸多挑战，钙钛矿太阳能电池在太空应用中的前景依然广阔。NASA等航天机构正积极投入相关研究，探索解决稳定性问题的方案。例如，通过优化封装技术、改进材料配方等方式，有望提升钙钛矿电池在极端环境下的耐受性。

随着技术的不断进步，钙钛矿太阳能电池有望在未来的深空探测任务中发挥关键作用。其高效、轻便、低成本的特点，将为人类探索宇宙提供更强大的能源支持。而这些技术突破也将反哺地面应用，推动全球能源结构向更清洁、更可持续的方向转型。