導讀

據中國載人航天工程辦公室消息，神舟二十三號載人飛船于5月24日晚成功發射，目前已與中國空間站完成自主快速交會對接，三名航天員順利進駐。本次任務將重點聚焦兩類鈣鈦礦太陽能電池材料和器件的空間實驗。其中，由南京大學聯合仁爍光能、中國科學院半導體研究所研制的單結鈣鈦礦電池，將在中國空間站首次開展動態服役實驗，獲得電池在真實空間極端環境下的轉換效率衰減數據。

單結鈣鈦礦電池有源暴露樣品（飛行件）

這次開展的鈣鈦礦太陽能電池實驗將有助于更好地研究空間光譜、高能粒子輻照、原子氧、高低溫交變等極端環境下，鈣鈦礦材料和器件的性能演化與失效機制，突破高效率、高功質比、低成本柔性空間光伏技術路線，為未來低軌衛星、深空探測、月球基地能源系統配置提供關鍵技術儲備。此次鈣鈦礦電池采用有源工作模式，可以實時采集組件樣品在艙外空間環境下器件的輸出性能并反饋給地面研究人員，實時監測鈣鈦礦電池樣品在真實空間環境下的性能變化規律。

本次樣品研發團隊負責人南京大學教授譚海仁表示：“我們將以此次在軌測試為契機，聯合高校與科研院所，扎實推進鈣鈦礦光伏從實驗室走向空間應用，為我國商業航天能源自主創新提供有力支撐。”

團隊簡介

南京大學譚海仁研究團隊長期深耕鈣鈦礦太空光伏技術，在鈣鈦礦單結和鈣鈦礦疊層電池領域先后13次創造光電轉換效率世界紀錄。

為推動柔性鈣鈦礦疊層技術在太空光伏中的實際應用，團隊承擔了2025年江蘇省科技重大專項“面向多場景應用的高效率柔性鈣鈦礦疊層光伏組件關鍵技術研發”中的課題“高效率柔性全鈣鈦礦疊層器件制備技術”。研究團隊此前已與歐洲宇航局資助的斯旺西大學實驗室合作完成了鈣鈦礦電池模擬空間環境下的部分地面驗證。

9項科學實驗上行中國空間站 新思路、新手段、新亮點值得期待

近日，中國科學院空間應用工程與技術中心發布消息，神舟二十三號載人飛船將攜帶9項科學實驗上行中國空間站。上行樣品及裝置總重量約54公斤，主要包括肝臟細胞、水稻和擬南芥種子、納米酶、放線菌、鈣鈦礦太陽能電池等實驗材料。

將研究微重力環境

對肝臟細胞調控機制

本次神舟二十三號載人飛船上行的科學實驗中，空間生命科學領域將開展“空間生物相分離對脂質代謝的影響”實驗，從相分離的角度認識微重力影響肝細胞脂質代謝的分子機制，為未來長期空間駐留時相關脂肪性肝病的早期干預與防治策略提供潛在靶點。

中國科學院力學研究所副研究員李寧介紹，肝臟本身是一個力學微環境非常復雜的器官，空間微重力的環境是一種特殊的力學環境，這些力學因素的變化對肝臟里面細胞的功能有很強的調控作用。這次實驗希望找到在微重力下，它的調控機制是什么，為脂肪肝的治療找到一個新的思路。

納米酶 放線菌

種子將開展艙外暴露實驗

另外，這次還將開展的實驗包括“納米酶對生物大分子合成和保護機理研究”“空間環境對典型放線菌表型和遺傳的影響規律及其分子機制研究”以及“基于物理和生物輻射計量分析空間輻射和微重力引起水稻和擬南芥DNA甲基化調控機制”。納米酶、放線菌、植物種子三種不同的實驗樣品將安裝到艙外輻射生物學暴露實驗裝置，開展為期5個月的在軌暴露實驗。從生命起源催化劑到微生物適應性進化，再到高等植物遺傳變異，系統揭示太空輻射對生物樣品的深層影響。

將開展鈣鈦礦太陽能電池

空間科學研究

本次神舟二十三號任務還將重點聚焦于兩類鈣鈦礦太陽能電池材料和器件開展空間科學實驗。

鈣鈦礦電池是一種新型光伏電池，它與我們日常生活中接觸到的干電池或新能源車電池有本質區別。我們平時大多接觸的是儲能類電池，本身不能發電。而鈣鈦礦電池屬于第三代光伏電池，能夠直接吸收光能轉化為電能，無需預先充電儲能，而且它有諸多優點。

中國科學院半導體研究所助理研究員熊壯介紹，它是一種人工化學合成的離子晶體材料，具有非常高的光吸收系數，可柔性化處理，它的制備工藝是非常簡便而且多樣化的。基于這種材料所制備的太陽能電池，它具有非常高的功質比，有輕、薄、柔的特性，以及比較低廉的加工成本。所以它是目前新一代的光伏技術中，最有望實現產業化應用的一個新型能源技術。

據介紹，正因為鈣鈦礦電池優點明顯，因此它是給中國空間站、深空基地等提供能源供給的重要候選方案之一。鈣鈦礦電池能否經受住太空環境中的紫外輻射、粒子輻射、高濃度的原子氧腐蝕，以及更劇烈的溫度交變等考驗，就需要通過空間科學實驗來驗證。本次神舟二十三號飛船攜帶了單結鈣鈦礦和鈣鈦礦基疊層兩類太陽能電池材料和器件，將在中國空間站首次開展鈣鈦礦電池動態服役實驗，獲得電池在真實空間極端環境下的轉換效率衰減數據。

這次將開展的鈣鈦礦電池實驗將有助于更好地研究空間光譜、高能粒子輻照、原子氧、高低溫交變等極端環境下，鈣鈦礦材料和器件的性能演化與失效機制，突破高效率、高功質比、低成本柔性空間光伏技術路線，為未來低軌衛星、深空探測、月球基地能源系統配置提供關鍵技術儲備。

水稻將在中國空間站

進行“二次播種”

在空間生命科學領域，科學界目前最關注的就是如何在太空種植物，為人類重返月球、登陸火星、建立月球或火星基地提供基本的食物保障。2022年起，我國就在中國空間站開展了水稻種植研究工作。這次水稻實驗將在中國空間站實現水稻的“二次播種”。

本次在空間生命科學領域將開展“空間水稻多代遺傳穩定性與環境適應性調控的分子機理研究”。這項研究將利用未經過空間飛行實驗的水稻種子在軌獲得子代，首次在軌實現連續兩代水稻培養，解析長期空間微重力對水稻遺傳穩定性的作用，挖掘有重要應用價值的新基因，為擴大農作物新的種質資源獲取途徑提供新手段。

據了解，過去我國的水稻空間實驗是從地面帶種子上中國空間站。水稻生長一茬后，再把它的種子帶回到地面繼續開展研究。而這次的所謂“二次播種”就是要用帶到太空的水稻種子，生長出水稻后，再將收獲的種子由航天員再次播種，繼續培養獲得二代種子，這是本輪水稻太空實驗的新亮點。

中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員鄭慧瓊介紹，就像到火星這種地方，或者更遠的深空，可能就要原位進行糧食生產。所以現在就要研究，這個優良品種到天上去，它生產了一代種子，然后這個種子它的遺傳穩定性能不能保持，遺傳特性能不能保持，它下一代種子是什么樣，就是這次實驗要做的。

來源：南京大學、中科院之聲、中央廣播電視總臺