太阳能光伏的骄傲:神舟七号的太阳能电池阵

来源:Solarbe.com发布时间:2008-09-27 14:35:32
  “每当飞船发射进入到星箭分离状态时,我与同事们的心都会‘提到嗓子眼儿’,耳朵支棱着,直到听见指挥控制室传来‘电池帆板展开!工作正常’的口令,才大出一口气,然后抱在一起跳着欢呼着,那个喜庆劲儿没吗能比。”在中国电子科技集团公司第十八所一间简陋的办公室里,空间总体室主任、航天电源系统专家韩振森绘声绘色地向记者描述他们与神舟号系列飞船的不解之缘,话语中包含着一种至爱深情。 参与讨论请登陆光伏论坛bbs.solarbe.com


  从第一颗人造地球卫星到今天的神舟七号飞船,十八所一直担负尖端科研项目——太阳能电池阵的研制生产装配,为中国步入航天强国制造着源源动力。


  电池之于飞船,好比血液之于人


  十八所主要负责飞船的电力系统,在载人航天工程七大系统中,它是飞船系统的分系统。“它的要害程度怎么说都不过分,就好比人的血液,这个系统不灵,飞船就飞不动。”从事二十多年电池科研工作的韩振森一直试图以通俗的语言,讲解艰深的技术名词。


  从“神舟”一号到“神舟”七号,十八所共为“神舟”飞船生产和提供了80块太阳能电池板。这些电池板在飞船进入轨道后展开,像一双翅膀,保证飞船正常飞行。这双翅膀在太阳角计、光敏传感器的自动调节下,始终跟着太阳走,“无论飞船飞行姿态吗样儿,这双翅膀都与太阳保持垂直角,让光直射到电池阵,这样光强最大。”电池阵像发电机一样,把光能转换成电能,源源不断地输送到飞船中的其它系统。飞船在轨运行时,太阳能电池阵是飞船唯一主动提供能源的子系统。


  之所以称“阵”,是因为集合了几大单元。其中供电阵为飞船直接供电,充电阵为蓄电池组充电。在阴影区,蓄电池组再将储存的电能输出为飞船供电。太阳能电池阵是飞船电能的直接来源,没有它,飞船就无法工作。


  神七与神六电池阵完全相同


  “神七”是中国载人航天工程二期工程的第一条飞船。此行太空,主要任务之一便是实现中国航天员首次太空行走,而且同时搭载3名航天员,因此,对各系统的设计提出了很高的要求。韩振森解释说,主电源太阳能电池阵是电源分系统主要部件之一,飞船光照时提供负载电能,同时给蓄电池组充电。这一次任务,太阳能电池阵没有设留轨电源,主电源8块板的技术标准与“神六”完全相同。


  韩振森在一张纸上画出飞船草图,继续讲解:大家在电视上看到的两个翅膀,就是主电源太阳能电池阵的左右两翼帆板。


  从电视转播中,我们能看到电池板上密密麻麻的小方块,那是什么元件?韩振森解释,那是单晶硅高效单体电池,整个飞船上共使用一万多片,光电转换效率和布片系数达到国际同类产品先进水平。


  韩振森透露,神七太阳能电池阵的材料工艺水平也达到了国际领先水平。“这种材料非常非常先进,完全能应对太空中的复杂环境。这是中国航天技术上的一大突破”。


  伴飞卫星也有神奇电池


  这次“神七”太空之旅有两大亮点,一是航天员出舱行走,二是放飞伴飞卫星。这颗卫星上的电池也由十八所研制。


  韩振森介绍,伴飞卫星星体结构为六面体,其中五个面粘贴太阳能电池,科研人员选用了转换效率较高的三结砷化镓太阳能电池作为基本发电单元,单体电池平均光电转换效率达27%,是我国首次将此类电池批量应用于卫星工程。SZ-7飞船微小伴随卫星未来的在轨运行数据,将为载人航天二期工程三结砷化镓电池的应用提供宝贵的在轨飞行数据。


  地面封闭训练有模拟供电设备


  除了保障飞船在轨飞行的电力外,十八所还承担了飞船在地面期间的全部供电工作,设计研制了地面模拟供电设备。这也是“神七”电力保障系统的神奇之处。


  航天员封闭训练时,要模拟太空飞行的各种状态,以适应太空环境。供电系统也要同步模拟,而且是按太阳与飞船、地球之间的关系曲线设计电池阵的太空姿态。这种模拟,要在负计时30分钟时才完成使命。


  韩振森解释“负30分”:通常把飞船发射时称为“零秒”,“零秒”之前为“负”计时,“零秒”之后即发射升空后为“正”计时。地面模拟供电设备不是简单的供电电源,而是在各种特性方面均模拟太阳能电池翼在空间轨道运行时的供电特性。模拟供电时间从电源系统单机联试、整船总装后的测试就开始了,一直到飞船发射前的30分钟才与船体脱离。而每次发射,技术人员都要提前4个月到位,保障航天员的封闭训练,这也是升空前最关键的训练时段。


  小小电池,光耀寰宇。从神一到神七,十八所的科技人员书写了中国载人航天的神来之笔。



索比光伏网 https://news.solarbe.com/200809/27/2868.html
责任编辑:solarbe太阳能网资讯中心
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
美媒:犹他州领导人正在密切关注太阳能开发工作,目标是将该州的能源供应增加一倍来源:SOLARZOOM光储一家 发布时间:2025-12-26 16:01:03

Operation Gigawatt:长臂行动:犹他州州长斯宾塞·考克斯去年宣布,该州将利用“上述任何一种”方式在未来十年内将能源产量翻倍。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

马斯克:计划每年部署100GW的太阳能AI卫星来源:SOLARZOOM光储一家 发布时间:2025-12-23 11:31:57

12月15日,特斯拉CEO埃隆·马斯克在社交平台“X”公开发声,明确表达对地球小型核电反应堆的否定态度,直言相关建造“简直愚蠢至极”。与此同时,他再次力推其太空太阳能AI设想,称太阳作为“天空中巨大的免费核聚变反应堆”,足以满足整个太阳系能源需求,地球上的小型核聚变反应堆本质是经济浪费。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

紫色光/紫外光线诱导的卤化物钙钛矿太阳能电池钝化失效来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:50:34

胺基末端配体,无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用,都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂,并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而,即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池,在运行过程中仍会迅速降解,这引发了对钝化耐久性的担忧。总之,研究结果揭示了一种普遍机制,即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化,而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

固态钙钛矿太阳能电池的发现与进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:39:11

2012年,我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池,开辟了一个新领域,并引发了认证功率转换效率超过27.3%,超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今,随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%,钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来,钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场,预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现,随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。

SusMat综述:环保锡基钙钛矿太阳能电池的开压和填充因子损失来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-22 09:36:56

基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案,具有适宜的带隙和强光吸收特性,但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展,但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用,锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。

肖娟定&蒋晓庆&逄淑平Angew:揭示分子柔韧性在增强吡啶基缺陷钝化以实现高效稳定钙钛矿太阳能电池中的作用来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 09:33:25

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度,对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而,取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现,柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度,从而提升了其钝化能力,同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

西湖大学王睿AM:无MA钙钛矿结晶与可扩展刮涂钝化实现高操作稳定性的钙钛矿太阳能模块来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:52:19

钙钛矿太阳能模块要实现商业化,不仅需要高功率转换效率,还必须具备长期的操作稳定性。本研究西湖大学王睿等人通过三管齐下的策略解决了这些挑战。本研究为在工业相关条件下实现高操作稳定性的钙钛矿太阳能模块建立了机制框架。

苏州大学袁建宇AFM:均匀接触的共自组装单层膜实现效率超过26%的倒置钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:50:50

咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用,但它们在溶液中易形成胶束,导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs,开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件:DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层,使倒置PSCs效率提升至26.11%,并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。