美开发耐用电站光伏电池，核电级寿命设计解析

来源：科技日报

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科技日报记者 刘霞

据美国趣味工程 近日报道，美国密苏里大学科学家领衔的工程师团队，正致力于开发一种能够在深海、外太空等极端环境中连续运行数月甚至数年而无需维护的核动力光伏电池。该项目总投资280万美元，并获美国国防部高级研究计划局（DARPA）支持。

这种核动力光伏电池可将核辐射直接转化为电能。与传统电池不同，它无需充电，能为远程应用提供长期稳定的电力。这些微型电池结构紧凑，专为浮标、航天器及远程传感器设计，在这些场合，更换或充电都极为困难。团队的目标是实现每千克质量产生10瓦电力，功率密度将显著高于现有光伏系统。

这种光伏电池的工作原理类似太阳能电池，但依靠的是放射性衰变，而非阳光。太阳能电池板将光子转化为电能，而该光伏装置则利用放射性物质释放的带电粒子。这使得电池可在阳光不足或无法利用的环境中运行，为需要不间断供电的长期任务提供了新的可能。

团队正专注于采用氧化镓制造器件。与传统材料相比，氧化镓是一种更能承受辐射的半导体材料，可有效提升器件的效率与寿命。

托莱多大学科学家正主导模拟研究，为器件的构建提供指导。这些模拟将在甄选出最佳器件结构、确保达到性能指标方面发挥关键作用。此次合作还汇聚了宾夕法尼亚州立大学、休斯顿大学、海军研究实验室等多家机构，整合了材料科学、建模与器件工程等多领域专家。

该项目旨在通过提升功率密度与耐久性，推动光伏技术走向实际应用，尤其在传统电池力有不逮之处。