光電轉化效率國際最高,上海航天為新一代載人飛船打造最強“翅膀”
來源:上觀2020.5.6

茫茫太空,航天器在軌飛行須臾離不開能源管理系統。5月5日傍晚,被長征五號B火箭送入太空的新一代載人飛船試驗船,其能源系統就如此前的神舟飛船一樣,依然由上海航天技術研究院抓總研制。
作為神舟飛船的PLUS版本,6人座的新一代載人飛船實驗船較3人座的神舟飛船構型大了一倍,其能源系統自然也少不了創新,最突出的是打造了一對前所未有的最強“動力翅膀”。
太陽電池翼是航天器賴以持續飛翔的翅膀,是航天器的動力來源,其性能與可靠性直接關系著航天器是否能順利完成預定任務。據透露,在新一代載人飛船試驗船太陽電池翼上,以充電電路的形式搭載并應用了上海航天811所研制的高效砷化鎵太陽電池,光電轉換效率高達34%。
34%光電轉換效率是什么概念?目前,國內外空間應用的太陽電池翼主電源,主要為光電轉換效率30%的太陽電池;世界上空間型號應用的最高效率太陽電池電路產品,光電轉換效率為32%。
從30%到32%再到34%,看似2%轉換效率的提升,卻是該技術體系“塔尖上再騰躍”的變化。
為達到批產產品光電轉換效率34%的水平,盡快實現型號太陽電池電路的應用,811所研制人員開展了大量技術攻關,如采用新型覆蓋短波、中波太陽光的寬/中帶隙半導體材料,進一步降低載流子熱損、提高太陽光譜的能量利用率,攻克和解決寬光譜低反射率調配技術等,填補了一批國際相關產品領域的空白。
未來空間站建設和運營需要更大規模的供電能力,單翼太陽電池陣的面積將由目前的10平方米提高到100平方米以上。但為了保證飛行器姿態控制,又要求盡可能減少太陽電池陣面積,提高太陽電池光電轉換效率成為解決矛盾的有效途徑。811所太陽電池專家姜德鵬表示,34%光電轉換效率電池的成功研制與應用,將有效提升我國太空與深空飛行器的發電能力,支撐我國航天電源系統更新換代。
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