“玉兔”為何青睞揚(yáng)州電池片?
光轉(zhuǎn)換率比一般電池組件高近一倍
“相比單晶硅、多晶硅,砷化鎵太陽(yáng)能電池片的轉(zhuǎn)換率要高出許多,當(dāng)然成本也高很多。”張雙翔說(shuō),“玉兔”號(hào)月球車(chē)的太陽(yáng)能電池板的光轉(zhuǎn)換率在34%左右,而一般市場(chǎng)上的晶硅電池組件在20%左右。
“玉兔號(hào)月球車(chē)設(shè)計(jì)質(zhì)量只有140千克,除了太陽(yáng)能電池板,還要搭載很多儀器。”航空衛(wèi)星發(fā)射可謂“寸土寸金”,提供能源的太陽(yáng)能電池板固然重要,但如果太重的話(huà),就要降低其他分析儀器的重量。“在業(yè)內(nèi)有一公斤重量的發(fā)射成本等同于甚至高于一公斤黃金的說(shuō)法,所以,比晶硅太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換率高的砷化鎵太陽(yáng)能電池片,就占據(jù)優(yōu)勢(shì)了。”
揚(yáng)州電池片有啥“秘密武器”?
20多層“護(hù)甲”保駕護(hù)航,仍薄如紙片
“當(dāng)然,光是轉(zhuǎn)換率高還不行,還需要通過(guò)層層測(cè)試,尤其是要進(jìn)行抗輻照試驗(yàn)合格。”張雙翔說(shuō),外太空環(huán)境比大氣層包圍之下要嚴(yán)峻很多,玉兔號(hào)月球車(chē)就要能夠耐受月球表面真空、強(qiáng)輻射、-180℃到150℃極限溫度等極端環(huán)境。
“外太空沒(méi)有大氣層,中子射線(xiàn)、離子射線(xiàn)等等各樣的輻射都有,這對(duì)太陽(yáng)能電池片的損傷特別大,如果電池片的設(shè)計(jì)和制造不到位,在太空用一年就報(bào)銷(xiāo)了,但我們的電池片可以用10年。”
為了保障電池片的安全,乾照特別為其設(shè)計(jì)了20多層“護(hù)甲”,過(guò)濾各樣的太空輻射。“電池片內(nèi)含有20多層過(guò)濾層,每一層阻擋一種破壞性的射線(xiàn),但同時(shí)保證有效射線(xiàn)的通過(guò)。這樣的設(shè)計(jì)是我們獨(dú)家技術(shù),也是保證產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。”
身披層層黃金甲的電池片,實(shí)際上依然輕巧。“一層電池片只有0.2毫米,薄如紙片。”張雙翔說(shuō),這些都是充分考慮到航天發(fā)射的要求,專(zhuān)門(mén)為了“玉兔”號(hào)特別設(shè)計(jì)的。
這是揚(yáng)州電池片首次“上天”嗎?
2010年至今最少已經(jīng)提供上萬(wàn)片
“我們這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā),也打破了國(guó)外企業(yè)的壟斷。”張雙翔表示,由于航空用電池片技術(shù)要求高,目前全球只有4家公司能夠生產(chǎn),國(guó)內(nèi)僅乾照光電一家企業(yè)。“德國(guó)、日本、美國(guó)各有一家公司能做,中國(guó)只有我們能做這樣的電池片。以前是國(guó)外企業(yè)壟斷,現(xiàn)在中國(guó)人的衛(wèi)星能用自己生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池片了。”
據(jù)悉,從2010年開(kāi)始,該公司持續(xù)向國(guó)內(nèi)航天航空機(jī)構(gòu)提供太陽(yáng)能電池片。張雙翔自豪地向記者介紹,他們不僅參與了玉兔,也參與了不少其他空間計(jì)劃。2010年至今,最少已經(jīng)提供上萬(wàn)片太陽(yáng)能電池片。現(xiàn)在天上不少飛著的衛(wèi)星,說(shuō)不定就有我們揚(yáng)州生產(chǎn)出來(lái)的電池片。
我們能否“嘗鮮”航天電池片?
能上天,也能入地 主要解決成本
“這種技術(shù)不僅能上天也能入地,通過(guò)我們后期改進(jìn),尤其是加了凸透鏡之后,使得光轉(zhuǎn)換率達(dá)到40%。”張雙翔向記者介紹,與晶硅太陽(yáng)能電池板相比,砷化鎵電池組件可以進(jìn)行聚光發(fā)電,就是在凸透鏡或拋物面鏡把太陽(yáng)光聚焦到幾倍、幾十倍,或幾百倍甚至上千倍,然后投射到太陽(yáng)電池上。
目前,采用聚光太陽(yáng)電池技術(shù)的砷化鎵太陽(yáng)能電站已經(jīng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。“前段時(shí)間,我們的電池片用于黃河水電發(fā)電項(xiàng)目聚光式光伏發(fā)電站,雖然只有5兆瓦,但也算小試牛刀。”
“雖然砷化鎵電池片有技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在要解決的就是成本問(wèn)題。”張雙翔坦言,目前砷化鎵電池片的成本也是晶硅電池的兩倍,“上天”貴在“輕”,“入地”民用則更多是成本問(wèn)題。
“玉兔”電池片揚(yáng)州造 薄如紙片外穿20多層"護(hù)甲"
[摘要]中國(guó)首輛月球車(chē)“玉兔”號(hào)的動(dòng)力來(lái)自于其兩側(cè)緩緩打開(kāi)的太陽(yáng)能帆板,其核心——太陽(yáng)能電池片由揚(yáng)州企業(yè)生產(chǎn)!