波茨坦大学科学家收到首批来自于太空的钙钛矿叠层电池实验数据

近期，来自于波茨坦大学的 Felix Lang 博士与他在柏林亥姆霍兹中心和柏林工业大学的合作者成功地收到了来自于太空中的钙钛矿/叠层太阳能电池第一批的实验数据。据了解，这是全世界第一块被送入太空的钙钛矿/叠层太阳能电池，以测试它们在极端辐射和温度环境循环发电下的性能。

在成功释放 OOV-Cube 后，YPSat 从阿丽亚娜 6 号上看到了地球和 OOV-Cube 的发射箱  图源：公开网络

Felix Lang博士和他的研究团队在2024年7月9日完成了一次具有里程碑意义的任务：他们成功将钙钛矿叠层太阳能电池送入太空，以研究其在极端环境下的性能。这次实验是欧洲航天局从圭亚那航天中心使用阿丽亚娜6号火箭进行的首次发射之一，该任务旨在测试钙钛矿/铜铟镓硒(CIGS)和钙钛矿/硅叠层太阳能电池在太空中的表现。发射后1小时6分钟，卫星顺利释放，太阳能电池即便在未与太阳完美对齐的情况下，仍然成功开始发电。

OOV-Cube与波茨坦大学的Felix Lang进行了钙钛矿串联太阳能电池实验 图源：公开网络

这些太阳能电池的创新之处在于它们利用钙钛矿材料吸收太阳光的蓝绿色部分，而CIGS或硅则吸收红外部分。通过这种分层设计，团队能够实现更高的功率转换效率，这对于未来的卫星、空间站或航天器的供电至关重要 。Lang博士的研究目标之一是验证这些太阳能电池在暴露于太空的极端辐射和温度条件下的长期稳定性和耐久性。他特别指出，钙钛矿作为一种“软”半导体，具有潜在的自我修复能力，这可能会使其在辐射损伤后仍能继续高效工作，超越传统技术。

实验室中的串联太阳能电池  图源：公开网络

为了完成这项具有挑战性的工作，Felix Lang 和他的博士生 Sercan Özen 与柏林亥姆霍兹中心(HZB)的 S. Albrecht 教授小组的 L. Zimmerman、光伏能力中心 (PVComB) C. Kaufmann 博士团队的 G. Farias/I. Kafedjiska 博士以及瑞士联邦材料科学与技术实验室 (Empa) 的 F. Fu 博士小组的 R. Kothandaraman 合作。卫星本身是一个专注于技术演示的在轨验证立方体 (OOV-Cube)，它是在柏林工业大学的 E. Stoll 教授和 Rapid Cubes GmbH 的 W. Frese 博士的主持下开发的。

Sercan Özen 和 Felix Lang 正在为他们的卫星实验测试钛矿串联太阳能电池 图源：公开网络

该团队未来的研究将专注于钙钛矿单晶和叠层电池在极端太空环境中的退化机制，以及探索钙钛矿材料的自修复能力。如果这些太阳能电池能够成功抵御太空中的辐射和温度变化，这将为太阳能发电在航天领域的广泛应用铺平道路。

Sercan Özen 和 Felix Lang 与钙钛矿串联太阳能电池 图源：公开网络

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