美國密歇根大學的研究人員發現,用小分子有機物制成的太陽能電池耐輻射性能較強,可望在太空和其他高能輻射環境下長時間穩定運行。
研究還顯示,有機聚合物材料制成的太陽能電池遭受輻射后性能下降嚴重,但加熱到100攝氏度左右就可以修復。在太空中,電池板朝向太陽時能夠達到這個溫度。
與傳統的硅太陽能電池相比,有機太陽能電池具有重量輕、柔性強、日常環境中穩定性強等優點。但以往的有機太陽能電池對輻射非常不耐受,不適合充滿高能粒子的太空環境。
研究人員在能源研究期刊《焦耳》上發表論文說,他們在實驗室中模擬太空輻射環境,用質子轟擊有機物太陽能電池。在遭受相當于近地軌道三年劑量的輻射后,分子結構更復雜的聚合物電池性能下降了50%,而小分子有機物電池的性能依然保持穩定。
研究顯示,質子撞擊會通過破壞化學鍵造成一些聚合物大分子側鏈斷裂,形成困住電子的陷阱,妨礙電子流動。將聚合物加熱到100攝氏度能修復斷裂的化學鍵,從而解除陷阱,恢復電池性能。
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