近日，哈尔滨工程大学物理与光电工程学院任晶教授团队在空间太阳电池耐辐照盖板玻璃领域取得新突破，研发出兼具高透光、高能质子屏蔽、耐辐照和轻量化特性的新型无铅空间太阳电池盖板玻璃。相关成果以《用于增强空间太阳能电池辐射防护的坚固无铅盖板玻璃》（Robust Lead free Cover Glass for Improved Radiation Protection of Space Solar Cells）为题，发表在航空航天领域顶级期刊《空间科学与技术》（Space: Science & Technology）上。物理与光电工程学院任晶教授、叶佳璇老师为论文共同通讯作者，刘浩为论文第一作者，哈尔滨工程大学为论文第一完成单位。

空间辐射环境与盖板玻璃作用示意图

太阳电池是航天器在轨供电系统中的关键器件，但航天器长期在轨运行过程中，太阳电池会持续受到高能电子、质子等空间粒子辐照，进而造成光电转换性能衰减。传统空间盖板玻璃重点关注材料自身的耐辐照变色能力，在高能质子主动屏蔽性能方面仍存在提升空间。针对这一技术难题，团队提出Gd/Ce共掺无铅硅酸盐玻璃设计策略：通过Gd提升高能粒子屏蔽能力，同时利用Ce抑制辐照诱导色心形成，实现高透光、强屏蔽与耐辐照多项性能协同优化。实验与Geant4模拟结果表明，在10 MeV质子辐照条件下，优化后的 S7 样品平均质子能量沉积达到9.759 MeV，较同等厚度商用参考盖板提升约 11.5%。团队进一步将该玻璃与三结砷化镓空间太阳电池封装，开展电子、质子顺序辐照验证试验，结果显示，S7盖板防护下太阳电池转换效率保持率可达68.84%，高于商用参考样品的 66.08%；在达成同等质子防护等级的前提下，S7样品重量相比商用产品降低约7%，兼顾强防护能力与轻量化优势。

在此基础上，团队还开展了原子氧、热冲击及器件封装兼容性等测试以验证材料的实际应用潜力。目前，团队已完成第二代样品开发，通过进一步优化材料体系与制备工艺，成本较第一代降低约59%，进一步提升了材料的工程应用潜力。相关研究正持续推动空间太阳电池防护玻璃由实验室材料研究向器件应用与工程化发展。

《空间科学与技术（英文）》（Space: Science & Technology）是由北京理工大学与美国科学促进会（AAAS）合作出版、中国空间技术研究院参与期刊管理的国际化英文学术期刊，也是AAAS Science Partner Journal（SPJ）项目中的航天领域期刊。期刊聚焦空间科学、空间技术及空间基础设施与服务等方向，已被SCIE、EI Compendex、Scopus、DOAJ、SAO/NASA ADS等数据库收录。期刊影响因子为6.8，位列Engineering, Aerospace学科全球第3（3/55）；在Astronomy & Astrophysics和Aerospace Engineering两个JCR学科中均位列Q1，2025年CiteScore为9.9。

原文链接：Https://spj.science.org/doi/10.34133/space.0754