2018年12月，我国发射的嫦娥四号探测器中首次采用中电十八所和中国原子能科学研究院联合研制的温差式同位素电源进行辅助供电(约2W)，热电转换效率仅有3%。2023 年，由航天五院510所研制的空间高效自由活塞斯特林热电转换试验装置，在中国空间站梦天实验舱首次完成了在轨测试和三次在轨试验，在轨测试时装置热冷端整机全程运行稳定，性能指标超出预期验证目标。
五院总体设计部与兰州大学合作，结合空间应用任务需求，研制了热光伏空间同位素电源系统样机，主要包括模拟热源、辐射器、滤光器、光伏电池、热控五个模块。以通用标准热源(250 W PuO2)构型为基础，开展了空间同位素电源总体设计及系统级热光伏耦合分析设计等工作。
五院总体设计部和兰州大学共同研制的热光伏空间同位素电源系统，原理样机测得发电效率15.2%。但在系统级能量率的利用优化和热电转换效率方面与NASA 研究相比，仍有一定差距，需通过进一步研究加以改进。
未来应重点进行以下几方面的研究：通过同位素热光伏电源的机-热-光-电耦合优化设计，实现系统级的效率提升。根据空间应用需求，开展百瓦级热光伏空间同位素样机研制。开展同位素热光伏系统长周期性能演化研究，为未来工程化应用奠定基础。
