中国天宫空间站的太阳能电池板技术有多先进?NASA:希望合作

2022年12月08日23:17:10 科学 1053

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国际空间站

我们先来看看天宫上的三结砷化镓太阳能电池板有多强大,是如何碾压国际空间站的。

一、太阳能电池板——天宫与国际空间站PK

国际空间站有将近400吨,有三个实验舱和31个科研机柜,电力由8个112英尺(34米)长的硅太阳能电池阵列提供,光电转化率只有23%,全部供电功率仅有90千瓦,还需要外挂散热片,宇航员的工作和生活空间非常狭小。

而天宫空间站只有90吨,硬是塞入了16个科学实验柜和7个预留实验柜,国际空间站拥有9倍多的重量,却只比天宫多了7个实验柜,这个空间利用率被天宫摔了几条大街。

天宫空间站采用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电,光电转换效率超过30%,供电功率超过100千瓦。空间站的太阳能电池翼为柔性翼,双翼展开面积可达134平方米,收拢后仅有一本书的厚度,整体体积只有国际空间站那些刚性太阳翼的1/15。

这就是为什么,天宫空间站里面的空间显得宽裕整齐,而国际空间站则是又小又乱。

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中国天宫空间站


中国的三结砷化镓太阳能电池技术全球第一,美国眼馋想合作

砷化镓是III-V族半导体材料的新型代表,禁带宽度Eg是1.43eV,(理论计算表明,当Eg在1.2~1.6eV范围时,转换效率最高)与太阳光谱匹配,是非常理想的太阳能电池材料。

砷化镓太阳能电池有单结型、双结型和三结型,最大的光电转换效率可以超过50%,而传统的硅太阳能电池只有可怜的23%,在可见光范围内,同等厚度的硅太阳能材料的吸光系数只有砷化镓的十五分之一。

砷化镓作为第二代半导体衬底材料的代表,是全球用途最广泛、生产量最大的化合物半导体材料,也是继硅(Si)材料之后最重要的微电子材料之一。砷化镓广泛应用于智能手机、光纤通信、卫星通讯、LED显示与太阳能电池等领域。

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砷化镓

中国天宫空间站采用的砷化镓太阳能电池,是我国自主独立研发的,达到了国际领先水平。砷化镓是当前最热门的基础材料研发,是大国必争的一个高科技领域,未来三结砷化镓电池板必然会成为航天器的主要电源材料。

就目前,三结砷化镓已经成为高端制造业的核心原始材料之一,全球有能力做到研发和生产的国家屈指可数。而砷化镓电池板的生产成本也一直居高不下,1平方厘米造价超过100元人民币,1平米造价超过100万。

中国目前在砷化镓太阳能电池的技术处于全球领先水平,天宫空间站的太阳能发电系统,美国NASA看了都眼馋,因此主动与中国汉能公司旗下的美国子公司AltaDevices(汉能阿尔塔)进行砷化镓太阳能技术合作:在国际空间站上进行为期一年的汉能砷化镓薄膜产品性能测试。如果达到性能要求,则会将汉能砷化镓相关技术产品用在美国NASA的其他航天器上面。

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砷化镓电池板

不得不说,中国汉能公司的砷化镓薄膜太阳能技术还是非常厉害的,其砷化镓技术保持双结电池(31.6%)、单结电池(29.1%)、量产组件(25.1%)转换率等多项全球领先水平。

小编认为汉能公司不会把先进的砷化镓薄膜太阳能技术卖给美国NASA,但是也希望汉能要注意保护好自己的核心技术,不要让别人悄悄把技术弄走了。另外,美国在技术保护方面,做得确实比我们好太多,如果换成是他们,这种技术绝对不会跟我们合作的。

大家别忘记了,美国主导研发的国际空间站,可是特意把我国给踢出来了。但是也正是因为这样,才有了中国天宫空间站的诞生。国际空间站过几年就要退役坠落了,到时候太空就只剩咱们中国的空间站了,到时候我看鹰酱要怎么来求我们。

我国有句古话说得好——“昨天的我你爱理不理,今天的我你高攀不起!”

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