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太空生長出高銦含量三元晶體

發布日期:2019-04-23 11:21 來源:《中國科學報》
  日前,中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員余建定團隊在太空晶體生長研究中取得重要進展,在國際上首次研制出銦含量高達11%且成分均勻一致的InxGa1-xSb三元光電晶體。相關研究發表于《微重力》。
  “在日常生活中,我們的城市垃圾焚燒時產生熱能,若能把輻射熱轉換為電能,環保又經濟。這就需要發揮熱光伏系統的作用了。”余建定解釋說,熱光伏系統基于熱光伏技術——紅外光伏能量轉換技術。熱光伏電池是這個系統的核心組件,能有效利用熱輻射體發出的光子能量,經過光電轉換過程產生電能。
  “目前,InxGa1-xSb三元光電晶體是優質高效熱光伏電池的半導體材料。”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,獲得高熱光伏轉換效率。當三元光電晶體銦含量達到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”“實踐十號”微重力科學實驗衛星升空的空間晶體設計了耐撞擊的“成長小屋”——生長安瓿,以承受火箭發射時的加速度;利用電子顯微鏡、電子探針和電子背散射衍射儀等設備,對長成的晶體進行系統分析,最終確認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研究其生長機理,在地面上研制同濃度銦含量的三元晶體,降低應用轉化成本。”
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