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俄用非晶态硅代替晶体硅制造全新太阳能电池

　　莫斯科5月7日电 俄罗斯著名的克尔德什研究中心开发出可用于火星探测的新型太阳能电池，并研制出使用廉价的惰性气体氪或者氩作燃料的探测器发动机，可使火星探测的成本减少80%%。
　　
　　俄研究人员研制的全新太阳能电池是在用廉价的非晶态硅代替太阳能电池中的昂贵的晶体硅或砷化镓半导体材料的基础研制成功的。在衬底上镀非晶态硅膜要比生长单晶硅膜便宜得多，同时在技术上更为简单。为了提高太阳能电池的有效系数，研究人员使用了新的技术工艺：借助于很细的激光束在非晶态硅膜上建立“量子坑”。这个“量子坑”就是大小为2个纳米的原子结构段。它们相距10个纳米，严格地排列在薄膜表面。这些“量子坑”是人为地在非晶态薄膜表面形成的有序状态，性能类似于单晶。研究人员在实验中发现，这种假单晶的效率与真正的单晶体一样好。因此，用这样的“量子坑”薄膜制成的太阳能电池的成本将大大降低。另外，研究人员设法使太阳能电池的衬底不是用厚度为100微米、而是用20微米的钢薄膜制成，还可再降低太阳能电池的重量，也意味降低了发射的成本。

　　同时，为了在火星探测的往返途中合理的使用来自太阳能的电能，而不使用液体燃料，研究人员研制出了新的使用氪气或者氩气发动机，取代昂贵的使用氙气的发动机。目前，用氙气做燃料的发动机只在很小的卫星中使用，但氙气要比氪气或者氩气昂贵得多。研究人员发现，在火星探测中，电离廉价的惰性气体氪或者氩作发动机燃料也可以保证足够的能量。

　　研究人员在与俄宇航部门的合作研究中发现，如果俄航天部门原计划在2018年实施的火星探测需要1000亿美元的话，使用新的太阳能电池和用氪气或者氩气作燃料的发动机，可将成本降低到200亿美元。

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  来源：科技日报

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