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據(jù)“中國原子能科學(xué)研究院”微信公眾號發(fā)文，中國原子能科學(xué)研究院聯(lián)合廈門大學(xué)成功研制出基于鍶-90的輻光伏同位素電源樣機。該成果為同位素電池在極端環(huán)境與特種裝備能源領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑，對我國同位素電源技術(shù)體系建設(shè)和學(xué)科發(fā)展具有重要意義。 輻光伏效應(yīng)同位素電池是一種“輻射-光-電”的二次換能裝置。其核心優(yōu)勢在于：利用高能輻射源的同時，通過巧妙設(shè)計有效避免了器件本身的輻射損傷，從而確保了電池高功率輸出的穩(wěn)定性和長壽命。 這類電池特別適用于深空探測、深海、極地等惡劣環(huán)境中的監(jiān)測設(shè)備及災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，可為電子設(shè)備提供持續(xù)數(shù)十年無需維護的能源保障。 為解決傳統(tǒng)輻光伏效應(yīng)同位素電池轉(zhuǎn)換效率低和輸出功率低的問題，中國原子能科學(xué)研究院核技術(shù)綜合研究所項目團隊創(chuàng)新性地提出了基于閃爍波導(dǎo)聚光結(jié)構(gòu)的輻光伏鍶-90同位素電池，以鈰摻雜釓鎵鋁石榴石（GAGG:Ce）構(gòu)建聚光波導(dǎo)換能結(jié)構(gòu)，通過鍶-90輻射源與該結(jié)構(gòu)進行多層交替耦合與堆疊，有效實現(xiàn)了激發(fā)熒光的高效傳輸和聚光發(fā)射，同時結(jié)合光譜匹配的AlGaInP光伏組件，大幅增強了電池的體積能量密度與輸出功率。 經(jīng)測試，單模塊樣機輸出功率達48.9μW（微瓦），能量轉(zhuǎn)換效率高達2.96%。該性能指標(biāo)已超越國際同類核電池水平。通過多模塊集成，可實現(xiàn)毫瓦級輸出。未來，配合儲能器件，該電池瞬時功率輸出有望達到瓦級，進一步拓展應(yīng)用范圍。 研究團隊下一步將聚焦實際應(yīng)用需求，致力于持續(xù)提升電池的能量轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，加速輻光伏電池技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化進程。 |
