A.“玉兔”电池片啥模样?
巴掌大圆形外延片切割而成
在乾照光电,20多台德国全新进口的仪器中,记者看到了巴掌大圆形的砷化镓太阳能外延片。工作人员小心翼翼打开盖子,让记者一看端倪。
“别小看这一小块电池片,‘玉兔’号月球车上的太阳能电池片就是用这种外延片进行切割而成的,会根据要求切割不同的大小。”扬州乾照光电总经理助理张双翔向记者介绍,很多人都注意到了“玉兔”号月球车可自动打开的太阳能帆板,上面的电池片和这个是一样的。
“太阳能帆板是一个组件,由不同的企业生产,核心就是太阳能电池片,这完全是由我们生产的。”张双翔告诉记者,他们将太阳能电池片按照要求切割好后,送到上海空间电源研究所——对方是专业承担“星、箭、弹、船、(探测)器”及其他特殊设备用电源系统、控制设备的研究、设计制造和试验任务的企业。
B.“玉兔”为何青睐扬州电池片?
光转换率比一般电池组件高近一倍
“相比单晶硅、多晶硅,砷化镓太阳能电池片的转换率要高出许多,当然成本也高很多。”张双翔说,“玉兔”号月球车的太阳能电池板的光转换率在34%左右,而一般市场上的晶硅电池组件在20%左右。
“玉兔号月球车设计质量只有140千克,除了太阳能电池板,还要搭载很多仪器。”航空卫星发射可谓“寸土寸金”,提供能源的太阳能电池板固然重要,但如果太重的话,就要降低其他分析仪器的重量。“在业内有一公斤重量的发射成本等同于甚至高于一公斤黄金的说法,所以,比晶硅太阳能电池板转换率高的砷化镓太阳能电池片,就占据优势了。”
C.扬州电池片有啥“秘密武器”?
20多层“护甲”保驾护航,仍薄如纸片
“当然,光是转换率高还不行,还需要通过层层测试,尤其是要进行抗辐照试验合格。”张双翔说,外太空环境比大气层包围之下要严峻很多,玉兔号月球车就要能够耐受月球表面真空、强辐射、-180℃到150℃极限温度等极端环境。
“外太空没有大气层,中子射线、离子射线等等各样的辐射都有,这对太阳能电池片的损伤特别大,如果电池片的设计和制造不到位,在太空用一年就报销了,但我们的电池片可以用10年。”
为了保障电池片的安全,乾照特别为其设计了20多层“护甲”,过滤各样的太空辐射。“电池片内含有20多层过滤层,每一层阻挡一种破坏性的射线,但同时保证有效射线的通过。这样的设计是我们独家技术,也是保证产品可靠性的关键。”
身披层层黄金甲的电池片,实际上依然轻巧。“一层电池片只有0.2毫米,薄如纸片。”张双翔说,这些都是充分考虑到航天发射的要求,专门为了“玉兔”号特别设计的。
D.这是扬州电池片首次“上天”吗?
2010年至今最少已经提供上万片
“我们这项技术的研发,也打破了国外企业的垄断。”张双翔表示,由于航空用电池片技术要求高,目前全球只有4家公司能够生产,国内仅乾照光电一家企业。“德国、日本、美国各有一家公司能做,中国只有我们能做这样的电池片。以前是国外企业垄断,现在中国人的卫星能用自己生产的太阳能电池片了。”
据悉,从2010年开始,该公司持续向国内航天航空机构提供太阳能电池片。张双翔自豪地向记者介绍,他们不仅参与了玉兔,也参与了不少其他空间计划。2010年至今,最少已经提供上万片太阳能电池片。现在天上不少飞着的卫星,说不定就有我们扬州生产出来的电池片。
E.我们能否“尝鲜”航天电池片?
能上天,也能入地,主要解决成本
“这种技术不仅能上天也能入地,通过我们后期改进,尤其是加了凸透镜之后,使得光转换率达到40%。”张双翔向记者介绍,与晶硅太阳能电池板相比,砷化镓电池组件可以进行聚光发电,就是在凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍,或几百倍甚至上千倍,然后投射到太阳电池上。
目前,采用聚光太阳电池技术的砷化镓太阳能电站已经在国内应用。“前段时间,我们的电池片用于黄河水电发电项目聚光式光伏发电站,虽然只有5兆瓦,但也算小试牛刀。”
“虽然砷化镓电池片有技术上的优势,现在要解决的就是成本问题。”张双翔坦言,目前砷化镓电池片的成本也是晶硅电池的两倍,“上天”贵在“轻”,“入地”民用则更多是成本问题。
责任编辑:carol