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美国海军研究实验室提升倒置变形多结太阳能电池功效,瞄准空间应用

美国空军研究实验室(AFRL)研发出新型先进倒置变形多结(IMM)太阳能电池,比同等尺寸标准多结太阳能电池阵列的能效增加15%,能够在减少成本的同时提供更高的功效,满足军事空间应用需求。

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需求背景

据美国空军表示,现代宇航飞船倾向于使用多结太阳能电池。多结太阳能电池包含多层光吸收材料,每一层材料都能将太阳光谱中的特定波长区域转换为能量。多结太阳能电池通常生长在锗衬底上,比硅太阳能电池更高效,并能够更好地抵抗空间环境中的辐射。


技术突破

AFRL材料和制造司令部电子工程师Kerry Bennington表示:“我们发现,通过在砷化镓(GaAs)上倒置生长太阳能电池单元,能够有效地调控单个吸收层的材料特性。这带来了对太阳频谱的更有效的利用,产生带有更优异性能的太阳能电池。通过移除刚性生长衬底,我们获得了更轻和柔性太阳能电池。单个IMM单元能够将所捕获的太阳光的32%转换为电能。”


成果意义

新的IMM电池比同等尺寸标准多结太阳能电池阵列的能效增加15%,比现有多结电池更高效,重量更轻,能够用于解决空间应用中对能效和质量的要求。工程师可在获得同样功率的情况下,有效减少太阳能电池阵列的质量和面积,为在空间平台上的其他应用提供额外空间。


下一步工作

新研制的太阳能电池现已开始遵照美国航空航天学会s-111标准进行测试,预期将在今年进行空间应用的质量测试。


参研团队

AFRL材料和制造和空间车辆司令部、空间产业基地工作组和SolAero技术公司。

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