项目概况 - 美国密苏里大学科学家领衔的工程师团队正在开发一种用于极端环境的核动力光伏电池 总投资额为280万美元 并获得美国国防部高级研究计划局支持 [1] - 该电池可将核辐射直接转化为电能 无需充电 旨在为深海、外太空等极端环境中的设备提供长期稳定的电力 [1] - 项目目标是为远程应用提供电力 这些应用场景更换或充电极为困难 例如浮标、航天器及远程传感器 [1] 技术原理与性能目标 - 该核动力光伏电池的工作原理类似太阳能电池 但依靠放射性衰变释放的带电粒子而非阳光来发电 [1] - 这使得电池能在阳光不足或无法利用的环境中运行 为需要不间断供电的长期任务提供了可能 [1] - 团队的目标是实现每千克质量产生10瓦电力 其功率密度将显著高于现有光伏系统 [1] 材料与研发 - 团队正专注于采用氧化镓制造器件 与传统材料相比 氧化镓是一种更能承受辐射的半导体材料 可有效提升器件的效率与寿命 [2] - 托莱多大学科学家正主导模拟研究 为器件的构建提供指导 模拟将在甄选最佳器件结构、确保达到性能指标方面发挥关键作用 [2] - 研发合作汇聚了宾夕法尼亚州立大学、休斯顿大学、海军研究实验室等多家机构 整合了材料科学、建模与器件工程等多领域专家 [2] 应用前景 - 该项目旨在通过提升功率密度与耐久性 推动光伏技术走向实际应用 尤其在传统电池力有不逮之处 [3] - 这些微型电池结构紧凑 专为在更换或充电都极为困难的场合使用而设计 [1]