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美国密歇根大学研究人员发现,小分子有机物制成的太阳能电池耐辐射性能较强,有望在太空等高能辐射环境下长时间稳定运行,这为太阳能电池在极端条件下的应用开辟新可能。

新华财经纽约1月15日电,据美国密歇根大学最新研究显示,采用小分子有机物制造的太阳能电池展现出了卓越的耐辐射性能,这预示着它们能够在太空及其他高能辐射环境中实现长期稳定的运行。这一发现为太阳能电池在极端条件下的应用开辟了全新的可能性。

研究指出,尽管由有机聚合物材料制成的太阳能电池在遭受辐射后性能会出现显著下降,但令人惊讶的是,仅需将这类电池加热至大约100摄氏度,其性能便可以得到有效修复。在太空环境中,当电池板面向太阳时,完全有可能达到这一温度,这为电池性能的自我恢复提供了天然条件。

与传统的硅太阳能电池相比,有机太阳能电池以其轻便、柔韧性强以及在日常环境中的高度稳定性而著称。然而,过往的研究表明,这类电池对辐射的耐受性极差,因此并不适合在充满高能粒子的太空环境中使用。此次密歇根大学的研究成果,无疑为有机太阳能电池在太空领域的应用带来了新的曙光。

研究人员在能源领域的权威期刊《焦耳》上发表了相关论文。论文中提到,他们通过实验室模拟太空辐射环境,使用质子对有机物太阳能电池进行了轰击测试。结果显示,在遭受相当于近地轨道三年剂量的辐射后,分子结构更为复杂的聚合物电池性能下降了50%,而小分子有机物电池的性能则依然保持稳定。这一发现充分展示了小分子有机物太阳能电池在耐辐射方面的巨大优势。

研究进一步揭示,质子撞击会破坏化学键,导致聚合物大分子侧链断裂,形成阻碍电子流动的陷阱。而通过将聚合物加热到100摄氏度,可以修复断裂的化学键,从而解除陷阱并恢复电池性能。这一发现不仅为太阳能电池的性能提升提供了新的思路,也为未来太阳能电池在太空及其他极端环境下的应用奠定了坚实基础。

(文章来源:新华社)

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