AM：太空“韧”证！准二维钙钛矿电池SSPD-1卫星任务：100天在轨、1600次热循环、50年辐射剂量下仍坚挺

钙钛矿太阳能电池为空间能量收集提供了独特的优势，它将成本效益高的制造与柔性、高功率重量比的器件相结合，可降低可展开结构中的有效载荷质量。尽管前景广阔，但很少有报告展示该技术在基于真实空间场景中的可行性——在这些场景中，它们要经受巨大的温度变化和强辐射。

本文约翰内斯·开普勒大学林茨分校Martin Kaltenbrunner、加州理工学院Harry A. Atwater和Michael D. Kelzenberg等人展示了低地球轨道中钙钛矿太阳能电池性能的全面分析。冠军刚性电池在44天的测量间隔内（发射后近100天结束）表现出相对稳定的在轨性能，维持在初始效率的80%左右，对应约1600次轨道日食循环和-25至35°C的温度范围。任务数据与刚性及超薄柔性钙钛矿太阳能电池在-80至+80°C温度范围及高能质子辐射暴露下的实验室测量结果进行了系统比较。柔性器件在承受相当于轨道运行50年的质子剂量后，仍保持了超过92%的效率。尽管具有这种辐射耐受性，但减轻发射前的环境退化对于超薄基底仍然是一个挑战。

综上所述，这项研究弥合了短期亚轨道演示与长期轨道性能之间的差距，突显了钙钛矿太阳能电池作为一种低成本、有韧性的替代方案，即使在恶劣的太空环境中也能进行光能收集的潜力。

研究亮点：

1. 首个长期在轨数据：通过SSPD-1卫星任务，首次获取了准二维钙钛矿太阳能电池在低地球轨道近100天的真实运行数据，刚性器件经历约1600次热循环后仍保持~80%初始效率，填补了从短期演示到长期轨道验证的关键空白。

2. 惊人的辐射硬度：超薄柔性钙钛矿电池在经受相当于50年轨道运行剂量的68 MeV高能质子辐照后，光电转换效率仍保持在92%以上，展现出超越传统刚性玻璃基底的辐射耐受优势。

3. 天地对比验证：将-80至80°C地面模拟测试、质子辐照实验与在轨遥测数据系统关联，揭示柔性器件的主要挑战在于发射前的环境防护（水氧侵蚀），而非空间运行本身，为未来空间光伏器件设计指明方向。

C. Putz, L. E. Lehner, S. Demchyshyn, et al. “ Beyond Earth: Resilience of Quasi-2D Perovskite Solar Cells in Space.” Advanced Materials (2026): e20433.

https://doi.org/10.1002/adma.202520433

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。