遍地锦-国庆前我新能源电池科研获新突破

       （词林正韵）       

      文/冯志清（上海）

       综合新华网10月1日最新消息 ，值此欢度国庆70周年华诞之际，我国新能源电池高效率、续航久，相比现有光伏电池科研又有新的重大突破。据9月30日最新一期《自然》期刊报道，在全球日益追求清洁能源的背景下，中国科学家再度取得了令人瞩目的成就：

一一利用钙钛矿，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，标志新一代光伏技术取得重大突破。

一一利用核废料，成功开发出了一种利用光伏效应的核电池，能够实现持续数百年的电力续航供应。

     报道之一称：针对现有钙钛矿太阳能电池高温工作条件下运行稳定性差这一领域难题，南开大学化学学院与加拿大多伦多大学合作展开深入研究，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，标志新一代光伏技术取得重大突破。9月30日晚,《自然》杂志以“兼具高效热稳定性的甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池”为题，发表此项研究成果。

     钙钛矿是一类具有独特晶体结构的材料，广泛应用于新型太阳能电池等半导体器件。钙钛矿太阳能电池作为第三代光伏技术，曾被《科学》杂志评为2013年十大突破之一，也是目前全球脱碳浪潮下最有前景实现能源绿色转型的光伏技术之一。其独特的柔性兼容性与大面积制备潜力，为光伏、物联网、新能源汽车乃至航天航空等领域带来前所未有的机遇。

      但，这种新型太阳能电池的稳定性一直是限制其大规模商业应用的关键因素。钙钛矿材料作为电池的吸光层，其稳定性受外界环境因素影响显著。目前，高性能钙钛矿太阳能电池在制备过程中往往需要依赖易挥发的有机胺盐添加剂来稳定物相并调控结晶。然而，这种添加剂在高温条件下极易分解，引发钙钛矿薄膜化学组分失衡，进而显著降低电池在高温工况下的运行稳定性。

     针对这一难题，中加合作研究团队结合理论预测，发展了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略，该策略彻底解决FACsPbI3钙钛矿薄膜组分不均一的问题。利用该策略制备的FACsPbI3钙钛矿太阳能电池器件，展现出世界一流的能量转换效率与高温工况稳定性。此项研究不仅为钙钛矿太阳能电池的稳定性提升奠定坚实的技术基础，也为光伏技术的进一步实用化和商业化开辟广阔前景，对推动全球能源结构的绿色转型具有深远意义。

    目前，中加合作研究团队正通过校企合作，积极推进符合产业化需求的高性能钙钛矿太阳能电池模组的研发，力求尽快推动研究成果的实际应用与产业化落地。

      报道之二称，据9月30日晚,《自然》杂志透露，中国科学家已综合利用核废料，成功开发出了一种利用光伏效应的核电池，能够实现持续数百年的电力续航供应。并被中国的《科技日报》称为“近年来核电池领域的重大突破之一”。这项技术不仅极大提升了能量转化效率，还为核废料的资源化利用提供了全新的思路。

      报道称，此次突破的核心是利用一种类似于太阳能电池的能量转换器，将核废料中放射性同位素释放的阿尔法粒子转化为电能。这种新型核电池使用的是一种名为243Am的合成放射性化学元素，它通过衰变释放出阿尔法射线。这些阿尔法射线的衰变能量极高，每次衰变产生的能量介于4到6兆电子伏特之间，远远超过传统的贝塔射线同位素电池。然而，阿尔法粒子在固体中的穿透力极短，容易造成自吸收效应，从而使得能量损失。在之前的尝试中，这种自吸收效应极大地限制了阿尔法射线电池的实际输出功率，导致其实际表现远低于理论预期。

    中国苏州大学的研究团队对此提出了创新性的解决方案，他们设计了一种内置能量转换器，使阿尔法粒子在放射过程中所产生的能量能够通过类似光伏电池的机制，转化为可见光再进一步转化为电能。这一设计极大地减少了能量损失，提升了电池的整体效率。相比传统核电池，新型核电池的总能量转化效率提高了8000倍，达到了0.889%。这不仅是现有核电池效率的突破，也让该设备具有异常长的使用寿命。由于243Am同位素的半衰期长达数个世纪，这意味着这种电池可以持续运行数百年。这一点尤其适合长时间无人维护或极端环境下的电力需求，如深空探测器、极地观测站等。

       笔者志清注意到，9月30日《自然》杂志评价说,这项技术突破不仅具有重要的科研意义，更是从战略层面回应了中国在核安全与可持续核发展方面的重大需求。核电池技术的进步，不仅可以在传统能源领域发挥作用，还为核废料的资源化利用提供了新的方向。

     值此欢度国庆70周年华诞之际，欣闻《自然》杂志公开我国新能源电池高效率、续航久，相比现有光伏电池科研又有新的重大突破，意义重大！鼓舞人心。为此特赋《遍地锦》为评为纪。

 不尽阳光电源贮。

效能高、稳平留驻。

胺盐除、薄膜均衡，

甲脒铯、钙钛好处。

 国庆前、喜讯频盈，

核衰料、再生操驭。

废变珍、同位生成，

拓思路、超长释负。

一一2024年10月2日凌晨时事诗评

作者简介：

冯志清，男，中共党员，大学本科，在职工商管理硕士，高级政工师、经济师，化工企业多年公司党 委书 记、董事长，中华诗词学会会员、上海诗词学会会员。曾兼任：中国化工政研会常务理事、中国化工报社记协特约记者兼顾问、中国化学试剂工业协会第5～7届副理事长、上海市职工政研会理事兼特约研究员、中国化工文化艺术联合会常务理事、中国化工作家协会第1～3届副主席和1～4届理事、顾问；中国文学艺术联盟签约作家、上海诗社会员、冰心文化传媒网顾问、《2019年中国诗歌大典》副主编、2020年《古韵新风》第一册常务副总编、2023年《古钧新吟》执行主编、新上海诗社副总编、天下诗词文学时事评论员。1983年起，有各种论文、报告文学、散文、诗词在中央、部、直辖市等媒体发表或收录。