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随着我国核能快速发展，伴随而来的大量核废料中含有半衰期长达数千年的锕系核素，长期被视为环境负担。这些原本需要封存数万年的“危险品”,因其在衰变过程中持续释放高能α射线的特性,                。
核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子，如α粒子、β粒子和γ射线，并将其能量转换为电能的装置。其使用寿命与所用放射性同位素的半衰期高度相关。核电池虽有多种形状，但外壳都由耐高温材料制成密封，保护电池和散热；次外层是辐射屏蔽层；第三层就是核电池的核心，换能器，在这里热能被转换成电能；最后是电池的心脏部分，放射性同位素原子在这里不断地发生蜕变并放出热量。
辐射光伏核电池是一种利用放射性核素衰变释放的粒子激发荧光材料，再通过光生伏特效应将光能转换为电能的核电池。由于该设计避免了辐射粒子与半导体直接作用，显著提升了电池的稳定性与使用寿命，成为近年来的研究热点。
传统的辐射光伏核电池通常采用β核素作为放射源，β射线穿透深度较长，能够有效地将能量沉积到能量转换材料中。而辐射光伏核电池较少使用α粒子是因为其在传输过程中，自吸收效应会显著损失衰变能量。目前已报道的最大α辐射光伏核电池能量转换效率不足0.5%，严重制约了锕系核素在辐射光伏核电池的功能化利用。
针对这一难题，研究团队提出了一种基于“聚结型能量转换器”的锕系辐射光伏核电池架构，在分子级别上将放射性核素与能量转换单元紧密耦合。实验结果表明，放射性核素内置模式下从衰变能到光能的能量转化效率，比传统金属源结构提高近8000倍。能量转换器的辐射屏蔽层采用新型材料，在有效阻挡α粒子的同时，将中子吸收效率提升至98%。这种设计使转换器可根据需求灵活组合，从微型传感器到兆瓦级发电站均可适配。
研究团队选择“聚结型能量转换器”与光伏电池相结合，并选择了混合阳离子卤化铅钙钛矿薄膜作为活性层，开发了一种新的锕系微型辐射光伏核电池，实现了此类电池最高的总能量转换效率和单位活度功率。同时，在持续运行200小时内，性能参数几乎没有衰减，表现出优异的性能稳定性。
未来，基于“聚结型能量转换器”的锕系辐射光伏核电池让我们既能安全利用核能，又能解决深海检测、供电难题，更为可持续发展提供了新思路。