可以采取哪些措施来改善和延长太空太阳能电池的寿命？这正是焦耳杂志最近发表的一项研究所针对的问题，国际研究团队正在探索改善太空太阳能电池寿命和性能的新方法，以应对太空天气和辐射的恶劣环境。这项研究有潜力帮助科学家和工程师开发新的太空技术，尤其是在多家私营公司和政府机构正在扩展其太空影响力之际。

图：ESA

在这项研究中，研究人员研究了一种新型方法，用于提升钙钛矿太阳能电池（PSC）的弹性，而PSC以其耐辐射能力著称。尽管如此，PSCs的某些方面仍易受辐射损伤，特别是其带正电的有机A-位阳离子分子，而其带负电的无机卤离子原子则以其韧性著称。

为应对这一问题，研究人员开发了一种宽带隙方法，扩展PSC吸收高能阳光的能力，从而增强其辐射韧性。这种宽带隙方法提高了PSC的效率和寿命，因为它吸收了某些辐射，同时使部分辐射能够穿透到太阳能电池的下一层。

“钙钛矿太阳能电池在太空中前景看好，但太阳系中的各种辐射源依然是重大威胁——尤其是对使它们工作的有机分子。我们的涂层帮助保护这些脆弱的部分，防止它们分解，帮助细胞更长时间保持高效，“萨里大学能源技术讲师（助理教授）兼该研究的合著者云博士说。

尽管PSC因其韧性和本研究发现而具有巨大潜力，但它们大多仍处于开发阶段，尚未部署于全尺寸卫星或其他空间技术。相反，它们在多种大气和空间平台上进行了测试，包括立方卫星、亚轨道火箭、探空火箭、高空气球以及国际空间站（ISS）外的暴露实验。

这些各种测试和暴露实验旨在分析PSC在严酷辐射环境下的耐受能力，正如本研究所测试的那样。这包括地面测试，用质子、伽马射线、α粒子和重离子等多种辐射轰击PSCs，这些辐射他们将在太空中经历。PSC备受青睐的原因在于其成本效益高、轻便且可扩展的特性。

未来PSC的空间应用包括目前正在开发的商业空间站，包括Axiom Space的Axiom空间站、Blue Origin和Sierra Space的Orbital Reef，以及Nanoracks和Voyager Space的Starlab。对于月球，PSC可用于充气栖息地、月球极地的太阳能农场、表面探测车、制造业电力以及持续14天的月夜混合系统。对于火星，PSC可用于类似应用，尽管未来的火星宇航员可以利用飞艇或直升机进行科学和探索。

文中核心信息奇奇参考自论文 "Enhancing radiation resilience of wide-band-gap perovskite solar cells for space applications via A-site cation stabilization with PDAI2"（cell，2025 年），本内容在此相关信息基础上编撰而成，其中配图，未标注出处者，均为自制或公开图库素材。