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神舟九號所用光伏電池 杭州企業欲研發民用版
發布者:admin 發布時間:2012/6/19 12:16:06 閱讀:3592

搭載著3位航天員的神舟九號飛船,昨天下午與在軌運行的天宮一號目標飛行器順利“牽手”。

  為了這次“牽手”,神舟九號不僅增加了對接機構,還搭載了三名航天員。與此同時,飛船的返回艙、推進艙內,也增加了不少新設備,大大增加了電力的消耗。要滿足巨大的消耗,科研人員就在飛船的太陽能“翅膀”上動起了腦筋,采用了一種名為三結砷化鎵的新型太陽電池。

  這種新型的太陽電池,正受到許多光伏企業的關注。面對晶硅電池原材料震蕩、“雙反”調查影響,光電轉換效率更高的電池,或許將是走出“光伏寒冬”的技術解決途徑之一。

  新型電池為神九提供更多電力

  神九電源系統共有三種電源,即太陽電池帆板、鎘鎳蓄電池、應急電池。太陽電池帆板就是飛船外部的一對大“翅膀”, 太陽電池在這對“翅膀”上通過串并聯方式組成一個太陽電池陣,在能夠接受到太陽光照的時候,為飛船的負載供電,同時為蓄電池充電,在陰影期,就通過蓄電池為負載供電。

  從神一到神六,飛船的“翅膀”上采用的都是硅太陽電池,但神九采用了三結砷化鎵電池后,光電轉化效率提高了50%以上。從而在與神七同樣面積的太陽能帆板上,使所發出的電能增加了50%以上。

  根據維基百科的資料,砷化鎵是重要的半導體材料,被用來制作微波集成電路、紅外線發光二極管、半導體激光器和太陽電池等,特別是在航天領域,砷化鎵電池的應用更為普遍,探測火星表面的精神號和機會號機器人,采用的都是這種電池。

  晶體硅太陽電池或者單結砷化鎵太陽電池,只能吸收特定光譜范圍的太陽光,其轉換效率不高。而多結砷化鎵太陽電池,就是通過不同材料層的疊加,使其分別選擇性地吸收和轉換太陽光譜的不同子域,就可以大幅度提高太陽電池的光電轉換效率。

  三結砷化鎵電池已經不是第一次出現在中國航天計劃中,中星10號衛星、神舟八號無人飛船、天宮一號,都應用了三結砷化鎵電池。

  光伏市場期待航天技術“落地”

  太陽能光電轉換率是太陽能光伏電池的核心技術指標之一,為航天事業貢獻動力之源的砷化鎵電池,能否應用到民用光伏發電市場上呢?

  浙江省太陽能行業協會秘書長沈福鑫說,現在太陽能電池的主流產品是晶硅電池,屬于第一代太陽能電池,而砷化鎵、碲化鎘等第二代太陽能電池,轉換效率更高,正在日益受到光伏行業的重視。

  目前,為神九提供生命之源的中國電子科技集團公司第十八研究所,正在把三結砷化鎵太陽電池應用于地面的工作,通過減小電池的面積,用聚光材料把數百倍的太陽光聚焦到非常小的電池片上,來減少成本。此外還需要一個對日跟蹤裝置,追隨陽光的蹤跡,在聚光條件下光電轉換效率可達到40%。三結砷化鎵太陽電池外延片及芯片,也是廈門乾照光電的主要業務之一,公開資料顯示,乾照光電生產的地面聚光太陽芯片目前已實現批量生產。

  此外,記者在杭州海外人才網上注意到,在留學人員海外項目中,就有高效率聚焦型砷化鎵太陽能光伏發電系統,項目已處于產業化階段,已掌握生產高聚焦型太陽能光伏轉換芯片,接收器和模組的技術,其參數性能基本接近美國最高水平,目前正在用自制的太陽能高聚焦模組開發成小型模擬系統。

  “此前我們也和擁有這方面技術的海歸人才接觸過,杭州也有一家企業在嘗試進行砷化鎵電池的研發!鄙蚋v握f,“不過,目前三結砷化鎵太陽電池工藝復雜、生產成本還非常高,還要解決很多問題,所以暫時難以進入大規模推廣階段。在未來幾年,聚光型砷化鎵太陽電池的地面應用,可能會逐漸進入快速增長過程!

 
 

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