皇冠体育的皇冠体育研究人员、国家可再生能源实验室、北德克萨斯大学、美国宇航局格伦皇冠体育研究中心和太空能源界的几位合作者最近在《焦耳》杂志上发表了一篇论文，描述了在太空中测试钙钛矿太阳能电池的最佳条件。
钙钛矿是一种用于太阳能电池的材料，太阳能电池是一种将光能转化为电能的设备。该论文的合著者、皇冠体育大学的物理学家伊恩·塞勒斯（Ian Sellers）说，钙钛矿太阳能电池因其快速提高的性能和对辐射的高耐受性而在光伏界引起了兴奋，这表明它们可以用来为太空卫星和航天器提供动力。
塞勒斯也是道奇家族艺术与科学学院荷马·l·道奇物理与天文系的泰德·s·韦伯总统教授，也是皇冠体育光伏皇冠体育研究所的副主任，他指导了该领域的多名皇冠体育研究生和一名博士后皇冠体育研究员。塞勒斯实验室的前博士后皇冠体育研究员布兰登·杜兰特（Brandon Durant）现在是美国海军皇冠体育研究实验室的国家皇冠体育研究委员会皇冠体育研究员，也是该论文的合著者之一。
塞勒斯说：“钙钛矿对光伏界的许多人来说是令人兴奋的，因为这种新的太阳能电池材料可以达到高效率，而且速度快，相对简单。”“但这些材料在稳定性和产量方面也存在重大问题，特别是在大气条件下——水分、氧气会降解这种材料，所以有趣的是，有一些人认为，尽管存在这些地面不稳定问题，但这个系统似乎具有很强的辐射强度，适合太空。”
美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）化学材料和纳米科学团队的资深科学家约瑟夫·路德（Joseph Luther）说：“皇冠体育研究人员用‘辐射强度’这个词来描述物体或设备在太空环境中受到的损害程度。”“这很有趣，尤其是钙钛矿材料，因为半导体是软的，然而，辐射硬度只是意味着它们可以忍受辐射引起的缺陷，而不会导致性能迅速下降。”
来自俄亥俄州立大学、美国国家实验室和北德克萨斯大学的皇冠体育研究小组着手解决的问题是，钙钛矿如何适用于太阳能电池的标准空间测试。
塞勒斯说：“我们发现钙钛矿不受辐射影响，但并不是很多人认为的原因。”“我们发现社区总体上没有对它们进行适当的测试。钙钛矿是薄膜，它们也非常柔软，所以如果你使用为传统太阳能电池开发的空间协议，高能粒子的相互作用可以忽略不计，这意味着钙钛矿看起来很难辐射，因为在我们看来，它们没有经过适当的测试。”
为了开发一种测试钙钛矿的新方法，杜兰特与德克萨斯州丹顿的UNT物理系副教授Bibhudutta Rout合作，测量太阳能电池在不同条件或辐射暴露下的辐射硬度。
塞勒斯说：“我们开始做这些非常有针对性的辐射依赖性测试，通过在太阳能电池的不同部分控制这些粒子。”“因此，我们没有使用高能粒子，而是使用低能粒子，特别是质子，因为这些粒子对钙钛矿更有害，而且在太空中非常普遍，以低能轰击太阳能电池和太空中的其他材料。”当我们这样做的时候，我们证实了钙钛矿确实是非常防辐射的，因为它们很软，密度也不是很大，所以当它们被损坏时，它们会很快愈合。”
塞勒斯把这种效果比作一桶水。水开始时是静止的。你可以泼水制造混乱，但一旦泼水停止，一切都会恢复平静。
“这些钙钛矿非常接近于液体，所以当它们被损坏时，它们会自我修复，”他说。“钙钛矿就像一盆水，在太空中会被扰乱和损坏，但也会很快沉淀或愈合并恢复正常。我们所做的是制定一项协议，一套钙钛矿电池在进入太空之前必须进行测试的条件，以便国际社会以同样的方式正确测试这些材料。”
这项皇冠体育研究的应用开启了一系列的可能性。皇冠体育研究兴趣的一个领域包括对钙钛矿在月球上永久设施中的使用的调查，特别是轻质柔性钙钛矿是否可以折叠并成功部署到太空，甚至在月球上制造。
同样，未来的皇冠体育研究可以探索钙钛矿太阳能电池在木星等具有强烈辐射环境的行星的太空任务或在高辐射水平的极地轨道上的卫星任务中的效用。
“一种新材料的空间资格是由任务要求驱动的，”美国宇航局格伦皇冠体育研究工程师和合著者林赛·麦克米伦-布朗说。“这项工作非常重要，因为我们正在探索钙钛矿对辐射的反应，这与NASA最感兴趣的应用最相关。”
塞勒斯说：“联邦政府和商业太空界就这些测试方式达成一致，通过共同努力并制定一些协议，这是向前迈出的重要一步，是钙钛矿如何在太空中部署的先驱。”
《钙钛矿航天发射倒计时：相关辐射硬度实验指南》于2022年4月11日发表在《焦耳》杂志上。这项皇冠体育研究由路德领导，主要由NREL博士后皇冠体育研究员艾哈迈德·基尔马尼（Ahmad Kirmani）和杜兰特负责。
