日前，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員余建定團(tuán)隊在太空晶體生長研究中取得重要進(jìn)展，在國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，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)過光電轉(zhuǎn)換過程產(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，“我們可通過改變銦和鎵的成分比來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，能最大范圍吸收垃圾在焚燒時輻射的不同波長的光譜。”

研究人員專門為“乘坐”“實(shí)踐十號”微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星升空的空間晶體設(shè)計了耐撞擊的“成長小屋”——生長安瓿，以承受火箭發(fā)射時的加速度;利用電子顯微鏡、電子探針和電子背散射衍射儀等設(shè)備，對長成的晶體進(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：“未來，我們將利用空間參數(shù)研究其生長機(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。”