科技日?qǐng)?bào)記者 張浩

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池正在成為舉世矚目的新型能源，但其抗輻射和穩(wěn)定性仍存在缺陷。近日，一個(gè)包括俄羅斯物理學(xué)家在內(nèi)的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池抗輻射性方面取得突破，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其較長(zhǎng)的載流子壽命、較高的光吸收性能、高載流子遷移率以及成本低和易于制備等優(yōu)勢(shì)成為太陽(yáng)能電池研究的前沿和熱點(diǎn)。目前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率已突破26%的門檻，但這種電池也存在一個(gè)致命缺陷，那就是鈣鈦礦會(huì)被輻射（宇宙射線、太陽(yáng)光等）所破壞，抗輻射性不足會(huì)影響其穩(wěn)定性，進(jìn)而嚴(yán)重沖擊其應(yīng)用前景。

據(jù)參與此項(xiàng)研究的來(lái)自俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)電物理學(xué)教研室主任伊萬(wàn)·日德科夫介紹，國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們用鈣、鍶和鋇陽(yáng)離子部分替代了復(fù)合鹵化物中的鉛陽(yáng)離子，從而解決了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的抗輻射問(wèn)題。其中，鉛的替代率從1%到10%不等，因?yàn)橥耆娲鷫A土金屬陽(yáng)離子會(huì)導(dǎo)致材料實(shí)際上不適合用作光電設(shè)備的光吸收劑。用堿土金屬陽(yáng)離子替代百分之一的鉛陽(yáng)離子對(duì)鈣鈦礦進(jìn)行改性，可提高材料的光穩(wěn)定性和抗輻射能力。

伊萬(wàn)·日德科夫表示，將這種新材料置于伽馬射線和電子束照射下，用X射線光電子能譜儀對(duì)其特性進(jìn)行了研究。研制出的最優(yōu)樣品能夠成功地承受高劑量的伽馬射線（550萬(wàn)戈瑞）和電子束（每平方厘米3兆）。

基于全無(wú)機(jī)人工鈣鈦礦的新型太陽(yáng)能電池材料國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)分別來(lái)自俄羅斯科學(xué)院切爾諾戈洛夫卡化學(xué)物理和醫(yī)學(xué)化學(xué)問(wèn)題聯(lián)邦研究中心、烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)物理技術(shù)研究所、俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院米赫耶夫金屬物理研究所、美國(guó)田納西大學(xué)，以及中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院。該項(xiàng)目得到了俄羅斯科學(xué)基金會(huì)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。

（本欄目稿件來(lái)源：俄羅斯衛(wèi)星通訊社 編輯整理：本報(bào)記者張浩）