日前，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員余建定團(tuán)隊(duì)在太空晶體生長(zhǎng)研究中取得重要進(jìn)展，在國(guó)際上首次研制出銦含量高達(dá)11%且成分均勻一致的InxGa1-xSb三元光電晶體。相關(guān)研究發(fā)表于《微重力》。

“在日常生活中，我們的城市垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生熱能，若能把輻射熱轉(zhuǎn)換為電能，環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。這就需要發(fā)揮熱光伏系統(tǒng)的作用了。”余建定解釋說(shuō)，熱光伏系統(tǒng)基于熱光伏技術(shù)——紅外光伏能量轉(zhuǎn)換技術(shù)。熱光伏電池是這個(gè)系統(tǒng)的核心組件，能有效利用熱輻射體發(fā)出的光子能量，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生電能。

“目前，InxGa1-xSb三元光電晶體是優(yōu)質(zhì)高效熱光伏電池的半導(dǎo)體材料。”余建定說(shuō)，“我們可通過(guò)改變銦和鎵的成分比來(lái)使其充分吸收多種光譜的輻射能量，獲得高熱光伏轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)三元光電晶體銦含量達(dá)到11%左右時(shí)，能最大范圍吸收垃圾在焚燒時(shí)輻射的不同波長(zhǎng)的光譜。”

研究人員專門為“乘坐”“實(shí)踐十號(hào)”微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星升空的空間晶體設(shè)計(jì)了耐撞擊的“成長(zhǎng)小屋”——生長(zhǎng)安瓿，以承受火箭發(fā)射時(shí)的加速度;利用電子顯微鏡、電子探針和電子背散射衍射儀等設(shè)備，對(duì)長(zhǎng)成的晶體進(jìn)行系統(tǒng)分析，最終確認(rèn)獲得了空間微重力條件下成分均勻的高銦含量三元晶體。

余建定說(shuō)：“未來(lái)，我們將利用空間參數(shù)研究其生長(zhǎng)機(jī)理，在地面上研制同濃度銦含量的三元晶體，降低應(yīng)用轉(zhuǎn)化成本。”