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俄用非晶態硅代替晶體硅制造全新太陽能電池

　　莫斯科5月7日電 俄羅斯著名的克爾德什研究中心開發出可用于火星探測的新型太陽能電池，并研制出使用廉價的惰性氣體氪或者氬作燃料的探測器發動機，可使火星探測的成本減少80%%。
　　
　　俄研究人員研制的全新太陽能電池是在用廉價的非晶態硅代替太陽能電池中的昂貴的晶體硅或砷化鎵半導體材料的基礎研制成功的。在襯底上鍍非晶態硅膜要比生長單晶硅膜便宜得多，同時在技術上更為簡單。為了提高太陽能電池的有效系數，研究人員使用了新的技術工藝：借助于很細的激光束在非晶態硅膜上建立“量子坑”。這個“量子坑”就是大小為2個納米的原子結構段。它們相距10個納米，嚴格地排列在薄膜表面。這些“量子坑”是人為地在非晶態薄膜表面形成的有序狀態，性能類似于單晶。研究人員在實驗中發現，這種假單晶的效率與真正的單晶體一樣好。因此，用這樣的“量子坑”薄膜制成的太陽能電池的成本將大大降低。另外，研究人員設法使太陽能電池的襯底不是用厚度為100微米、而是用20微米的鋼薄膜制成，還可再降低太陽能電池的重量，也意味降低了發射的成本。

　　同時，為了在火星探測的往返途中合理的使用來自太陽能的電能，而不使用液體燃料，研究人員研制出了新的使用氪氣或者氬氣發動機，取代昂貴的使用氙氣的發動機。目前，用氙氣做燃料的發動機只在很小的衛星中使用，但氙氣要比氪氣或者氬氣昂貴得多。研究人員發現，在火星探測中，電離廉價的惰性氣體氪或者氬作發動機燃料也可以保證足夠的能量。

　　研究人員在與俄宇航部門的合作研究中發現，如果俄航天部門原計劃在2018年實施的火星探測需要1000億美元的話，使用新的太陽能電池和用氪氣或者氬氣作燃料的發動機，可將成本降低到200億美元。

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  來源：科技日報

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