神舟九号成功发射 砷化镓太阳能电池引关注

来源:都市快报发布时间:2012-06-19 09:17:18
搭载着3位航天员的神舟九号飞船,昨天下午与在轨运行的天宫一号目标飞行器顺利“牵手”。

  为了这次“牵手”,神舟九号不仅增加了对接机构,还搭载了三名航天员。与此同时,飞船的返回舱、推进舱内,也增加了不少新设备,大大增加了电力的消耗。要满足巨大的消耗,科研人员就在飞船的太阳能“翅膀”上动起了脑筋,采用了一种名为三结砷化镓的新型太阳电池。

  这种新型的太阳电池,正受到许多光伏企业的关注。面对晶硅电池原材料震荡、“双反”调查影响,光电转换效率更高的电池,或许将是走出“光伏寒冬”的技术解决途径之一。

  新型电池为神九提供更多电力

  神九电源系统共有三种电源,即太阳电池帆板、镉镍蓄电池、应急电池。太阳电池帆板就是飞船外部的一对大“翅膀”, 太阳电池在这对“翅膀”上通过串并联方式组成一个太阳电池阵,在能够接受到太阳光照的时候,为飞船的负载供电,同时为蓄电池充电,在阴影期,就通过蓄电池为负载供电。

  从神一到神六,飞船的“翅膀”上采用的都是硅太阳电池,但神九采用了三结砷化镓电池后,光电转化效率提高了50%以上。从而在与神七同样面积的太阳能帆板上,使所发出的电能增加了50%以上。

  根据维基百科的资料,砷化镓是重要的半导体材料,被用来制作微波集成电路、红外线发光二极管、半导体激光器和太阳电池等,特别是在航天领域,砷化镓电池的应用更为普遍,探测火星表面的精神号和机会号机器人,采用的都是这种电池。

  晶体硅太阳电池或者单结砷化镓太阳电池,只能吸收特定光谱范围的太阳光,其转换效率不高。而多结砷化镓太阳电池,就是通过不同材料层的叠加,使其分别选择性地吸收和转换太阳光谱的不同子域,就可以大幅度提高太阳电池的光电转换效率。

  三结砷化镓电池已经不是第一次出现在中国航天计划中,中星10号卫星、神舟八号无人飞船、天宫一号,都应用了三结砷化镓电池。

  光伏市场期待航天技术“落地”

  太阳能光电转换率是太阳能光伏电池的核心技术指标之一,为航天事业贡献动力之源的砷化镓电池,能否应用到民用光伏发电市场上呢?

  浙江省太阳能行业协会秘书长沈福鑫说,现在太阳能电池的主流产品是晶硅电池,属于第一代太阳能电池,而砷化镓、碲化镉等第二代太阳能电池,转换效率更高,正在日益受到光伏行业的重视。

  目前,为神九提供生命之源的中国电子科技集团公司第十八研究所,正在把三结砷化镓太阳电池应用于地面的工作,通过减小电池的面积,用聚光材料把数百倍的太阳光聚焦到非常小的电池片上,来减少成本。此外还需要一个对日跟踪装置,追随阳光的踪迹,在聚光条件下光电转换效率可达到40%。三结砷化镓太阳电池外延片及芯片,也是厦门乾照光电(300102)的主要业务之一,公开资料显示,乾照光电生产的地面聚光太阳芯片目前已实现批量生产。

  此外,记者在杭州海外人才网上注意到,在留学人员海外项目中,就有高效率聚焦型砷化镓太阳能光伏发电系统,项目已处于产业化阶段,已掌握生产高聚焦型太阳能光伏转换芯片,接收器和模组的技术,其参数性能基本接近美国最高水平,目前正在用自制的太阳能高聚焦模组开发成小型模拟系统。

  “此前我们也和拥有这方面技术的海归人才接触过,杭州也有一家企业在尝试进行砷化镓电池的研发。”沈福鑫说,“不过,目前三结砷化镓太阳电池工艺复杂、生产成本还非常高,还要解决很多问题,所以暂时难以进入大规模推广阶段。在未来几年,聚光型砷化镓太阳电池的地面应用,可能会逐渐进入快速增长过程。”

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201206/19/26609.html

责任编辑:bruce
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