钙钛矿和有机太阳能电池首次进入太空

这张照片显示了在2019年6月在瑞典基律纳的欧洲太空和探空火箭靶场进行的MAPHEUS 8战役中，通过OHSCIS实验进行的探空火箭的发射。

德国的研究人员第一次将钙钛矿和有机太阳能电池通过火箭送入太空。太阳能电池经受住了太空中的极端条件，由直射的阳光和来自地球表面的反射光产生能量。这项工作于2020年8月12日发表在焦耳杂志上，为将来的近地应用以及潜在的深空飞行任务奠定了基础。

太空任务的目标之一是最大程度地减少火箭携带的设备的重量。尽管目前用于太空任务和卫星的无机硅太阳能电池板具有很高的效率，但它们也非常笨重和坚固。钙钛矿和有机混合太阳能电池的新兴技术令人难以置信的是，它轻巧而灵活，已成为未来应用的理想选择。

这张照片显示了在2019年6月在瑞典基律纳的欧洲太空和探空火箭靶场进行的MAPHEUS 8战役中，通过OHSCIS实验进行的探空火箭的发射。

“这项业务中最重要的不是效率，而是单位重量产生的电功率，称为比功率，”德国慕尼黑工业大学的高级作者彼得·穆勒-布希鲍姆说。“在火箭飞行期间，新型太阳能电池的价值达到每平方厘米7到14毫瓦。”

“将一公斤（2.2磅）的太阳能电池转移到超薄箔片上，它将覆盖200平方米（2,153平方英尺）以上的面积，并将产生足够的电能，最多可容纳300个标准100W灯泡，”作者是德国慕尼黑工业大学的Lennart Reb。“这是当前技术提供的十倍。”

这张照片显示了慕尼黑工业大学功能材料教研室的PeterMüller-Buschbaum教授（左）和Lennart Reb（右）手中的“太空中的有机和混合太阳能电池”（OHSCIS）实验。

2019年6月，火箭在瑞典北部发射升空，火箭进入太空并到达240公里（149英里）的高度。位于有效载荷处的钙钛矿和有机太阳能电池成功地经受住了火箭飞行的极端条件-从隆隆声和升空时的热量到强紫外线和太空中的超高真空。Reb说：“火箭是一大进步。”“进入火箭真的就像进入了另一个世界。”

钙钛矿和有机太阳能电池除了在太空中有效运行外，还可以在弱光条件下发挥作用。当传统太阳能电池上没有直射光时，该太阳能电池通常会停止工作，并且功率输出将变为零。但是，研究小组发现了钙钛矿和有机太阳能电池（未暴露在直射阳光下）从地球表面反射的微弱散射光为能源输出提供了能量。

“这是一个很好的提示，并证实了该技术可以用于所谓的深空飞行任务，即您可以将它们发送到太空中，远离太阳，而标准太阳能电池将无法进入太空，”Müller说道。 -布希鲍姆“这种技术真的有一个令人兴奋的未来，它将这些太阳能电池带入未来的更多太空任务中。”

但是在将更多新的太阳能电池投入太空之前，米勒-布希鲍姆说，这项研究的局限性在于火箭在太空停留的时间很短，总时间为7分钟。下一步是在太空中应用长期应用，例如卫星，以了解电池的寿命，长期稳定性和全部潜力。

Müller-Buschbaum说：“这是钙钛矿和有机太阳能电池首次进入太空，这确实是一个里程碑。”“真正很酷的事情是，这正在为将这些类型的太阳能电池带入太空中的更多应用铺平道路。从长远来看，这也可能有助于将这些技术更广泛地应用于我们的陆地环境中。”

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参考：Lennart K. Reb，MichaelBöhmer，Benjamin Predeschly，Sebastian Grott，Christian L.Weindl，Goran I.Ivandekic，Renjun Guo，ChristophDreißigacker，RomanGernhäuser，Andreas Meyer和PeterMüllerer撰写的“火箭飞行中的钙钛矿和有机太阳能电池” -于2020年8月12日在乔勒（Buule）的布施鲍姆（Buschbaum）。
10.1016 / j.joule.2020.07.004

作者获得了Deutsche Forschungsgemeinschaft，慕尼黑大学国际环保功能材料研究生院和TUM.solar的资助。