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钙钛矿电池“首战”中国空间站:探索太空能源新路径 开启航天新篇章

   时间:2026-05-29 22:36:55 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

5月25日凌晨,神舟二十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,标志着我国太空科学实验进入新阶段。此次任务中,空间应用系统通过飞船搭载了9项科学实验项目,包括水稻种子、肝细胞、纳米酶、放线菌及钙钛矿电池等实验材料,总重量达54.1千克。其中,钙钛矿电池动态服役实验尤为引人注目,这是该技术首次在中国空间站开展真实空间环境下的测试。

钙钛矿电池作为第三代光伏技术,与传统储能电池有本质区别。它能够直接将光能转化为电能,无需预先充电,且具有轻、薄、柔等特性,加工成本相对较低。这些优势使其成为未来低轨卫星、深空探测及月球基地能源系统的重要候选方案。然而,技术从实验室走向太空应用,必须经过极端环境考验,包括紫外辐射、粒子辐射、高浓度原子氧腐蚀及剧烈温度变化等。

此次实验中,科研团队携带了单结钙钛矿和钙钛矿基叠层两类电池材料,将在空间站舱外开展为期10个月的有源实验。通过实时监测电池在极端环境下的性能变化,团队将深入研究其性能演化与失效机制,为突破高效率、高功质比、低成本柔性空间光伏技术路线提供数据支持。这一研究不仅填补了国际前沿空白,也为未来太空能源系统配置奠定了技术基础。

叠层电池技术通过不同带隙子电池协同吸收太阳光,突破了单结电池效率极限,具备更高转换效率和比功率优势。此次实验由北京大学材料学院周欢萍教授团队牵头,联合北京理工大学、哈尔滨工业大学及恒星力量(北京)科技有限公司共同攻关。此前,该团队已通过天舟九号和天舟十号任务完成了两批次无源样品搭载实验,为本次有源实验积累了宝贵经验。

在单结钙钛矿电池领域,企业力量同样不可忽视。南京大学谭海仁教授团队联合仁烁光能及中国科学院半导体研究所研制的单结钙钛矿电池,也随神舟二十三号进入太空。仁烁光能创始人谭海仁表示,钙钛矿电池的制造成本远低于传统砷化镓电池,未来有望降至每瓦10元以下,而砷化镓电池每瓦成本高达1500元以上。钙钛矿电池还具备更强的抗辐照性能和柔性特性,可大幅减轻航天器重量,降低发射成本。

商业航天领域对低成本、高性能能源的需求日益迫切。当前,砷化镓电池虽技术成熟,但成本高昂且缺乏柔性;而钙钛矿电池凭借成本优势和技术特性,有望成为下一代太空光伏核心选择。华金证券研报分析指出,随着低轨卫星需求爆发,太空光伏市场空间广阔。钙钛矿电池若能在舱外验证高可靠性,将为轻量化、可卷曲的柔性太空光伏组件铺平道路,推动我国商业航天能源自主创新。

此次实验不仅是一次技术验证,更是我国太空能源战略的重要布局。从地面实验室到浩瀚星河,钙钛矿电池的太空之旅,正在为未来的太空探测铺就一条坚实的能源之路。随着实验数据的陆续回传,这一技术有望在不久的将来实现产业化应用,为全球太空能源领域贡献“中国方案”。

 
 
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