神舟二十三号载人飞船即将开启新的太空征程,此次它将携带9项科学实验前往中国空间站,其中一项备受瞩目的实验是首次开展钙钛矿太阳能电池动态服役实验。
钙钛矿电池作为第三代光伏电池,与常见的储能电池有着本质差异。它无需预先充电,能够直接将吸收的光能转化为电能。这种电池具备诸多优势,功质比高,而且质地轻、薄且柔,加工成本也相对较低。正因如此,它被视为新一代光伏技术中最有可能实现产业化应用的方案,也是为中国空间站以及深空基地提供能源的重要候选之一。
不过,钙钛矿电池能否真正应用于太空,关键在于其能否经受住太空环境的考验。太空环境极为复杂,存在紫外辐射、高能粒子辐照、原子氧腐蚀以及剧烈的温度交变等极端条件。这些因素对电池材料和器件性能会产生怎样的影响,必须通过空间实验来验证。此次实验携带了单结钙钛矿和钙钛矿基叠层两类太阳能电池材料和器件,目标就是在真实空间极端环境下获取电池转换效率的衰减数据。
中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴介绍,此次实验将深入研究在上述极端环境下钙钛矿材料和器件的性能演化与失效机制。通过实验,有望突破高效率、高功质比、低成本柔性空间光伏技术路线,为未来低轨卫星、深空探测、月球基地能源系统配置以及空间原位制造提供关键技术储备。
除了钙钛矿电池实验,神舟二十三号上行的9项实验还涉及空间生命科学多个领域。其中,水稻实验将首次在轨实现连续两代培养。航天员会用太空收获的种子再次播种,以此解析长期微重力对水稻遗传稳定性的影响。另外,纳米酶、放线菌、植物种子等样品将被安装至舱外辐射生物学暴露装置,开展为期5个月的在轨暴露实验。此次上行样品及装置总重量约54公斤。






