全球首次使用,超越美国国际空间站,我国空间站使用电池究竟多牛
电能是空间站的生命力,整个空间站的技术设计将取决于电源**发电和配电方面的设计方案。很多人很好奇,我国天宫空间站重达 90 吨,空间站那么大,啥电池带得动?
这就是天宫空间站的黑科技——柔性砷化镓太阳能电池。我们要知道国际空间站电力一直由一套8个112英尺(34米)长的硅太阳能电池阵列提供。
那我国采用的柔性砷化镓太阳能电池和美国采用的硅太阳能电池相比,先进在哪里呢?
砷化镓太阳能电池是什么
我们要知道,太阳能电池的发现是人类能源史上的一次**,发展前景十分广阔。III-V 族半导体材料是继锗(Ge)和硅(Si)材料之后发展起来的一类重要太阳能电池材料,这类材料有许多优点,如具有直接带隙的能带结构,光吸收系数大,只需几微米的厚度就能充分吸收太阳光等。
砷化镓是III-V 族半导体材料的典型代表,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,是理想的太阳能电池材料。
和硅材料太阳能电池相比,砷化镓太阳能电池具有更高的光电转换效率,砷化镓太阳能电池有单结型、双结型和三结型,其中三结砷化镓太阳能电池光电转换效率可以达到50%以上,远远高于Si 太阳能电池的最高理论效率 23%。
而且砷化镓材料太阳能电池具有明显的优势,在可见光范围内, 砷化镓材料的光吸收系数远高于 Si 材料。同样吸收95%的太阳光,砷化镓太阳能电池只需 5 ~ 10 μm 的厚度,而硅太阳能电池则需大于 150 μm。因此, 砷化镓太阳能电池能制成薄膜结构,质量大幅减小。
砷化镓具有良好的抗辐射性能,空间太阳能电池在地球大气层外工作,必然会受到高能带电粒子的辐照,电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小,会引起电池性能的衰减,砷化镓为直接禁带材料,少数载流子寿命较短,在离结几个扩散度外产生的损伤,对光电流和暗电流均无影响,因此其抗高能粒子辐照的性能优于间接禁带的硅太阳能电池。
砷化镓具有更好耐高温性能,其最大功率下的温度系数远小于硅 太阳电池,200℃时硅太阳能电池停止工作,而砷化镓太阳能电池仍可以 10%的效率继续工作。
我国采用的三结砷化镓柔性太阳能电池究竟多牛
而我国正是采用的三结砷化镓太阳能电池组成的太阳能光伏发电**,它由4对太阳翼帆板组成,放置在实验舱末端的桁架上。
我国采用的三结砷化镓太阳能电池还是柔性电池,这是三结砷化镓太阳能电池在全球首次使用。由三结砷化镓太阳能电池组成的柔性太阳电池翼,功率重量比高,光电转换效率可达 30% 以上,供电功率甚至能够达到100千瓦左右。
很多人对这个没有概念,国际空间站这个400吨的大胖子,三个实验舱,仅仅31个科研机柜;而两个巨大桁架上的4对太阳能电池板,供电功率仅有90千瓦,而且还必须**散热片才可以,这也意味着我国天宫空间站供电能力反超国际空间站。
尽管发电能力可提高1倍,但柔性翼收拢体积则减少了20%,柔性翼双翼展开面积可达134 平方米,全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳翼的 1/15,大幅扩大了空间站各舱段的有效空间,提升了安装载荷能力,满足空间站各项科学试验需求。
天宫空间站硬是塞入了16个科学实验柜和7个预留实验柜,而国际空间站在大了9倍的空间中,也不过只有37个。在塞入了24个实验柜之后,天宫空间站依然保留了大量的航天员的活动空间,并没有因此就把空间站搞得拥挤不堪,从而保证航天员在空间站中的日常生活。
另外,柔性翼在基板采用超薄型轻质复合材料,对用来防护空间环境的胶层的涂覆厚度也进行了严格控制,相比之前载人航天任务最长2年的设计寿命来说,空间站的在轨运行时间需要提升至15年,这意味着柔性太阳电池阵将克服太空中的苛刻条件,让核心舱的在轨运行寿命大大延。
这项技术是我国电科18所研制的,太阳电池光电转换效率、太阳电池阵输出功率、设计寿命等各项性能指标均达到国际先进水平,全部技术均实现自主可控。
当然,也有人有疑问了,天宫空间站如此强的供电功率是不是有些浪费,之所以天宫空间站拥有如此大的供电功率,是为了以后作准备,天宫空间站共分为三大舱段,包含一个核心舱以及两个实验舱,呈 T 字形排列。三舱组合体有 60 多吨重,可对接载人飞船、货运飞船。
空间站实际上还可以支持发射第四个舱与之对接,空间站的构型是可以变化的,也留了安装载荷的挂点、平台等,通过新的对接机构深圳可以进一步扩展至 5~6 个舱段。而如此的供电功率将可以满足未来的舱段变化。
美国看了眼馋
我国在砷化镓太阳能电池的研究上可以说领先世界,美国都看了眼馋,美国为此还选择了和汉能旗下美国子公司Alta Devices(汉能阿尔塔)的砷化镓薄膜太阳能技术合作,汉能阿尔塔其单结太阳能电池效率达到29.1%,创下新的世界纪录。汉能在砷化镓电池领域,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。
目前,美国国家航空航天局在国际空间站上对汉能阿尔塔的砷化镓薄膜太阳能技术展开为期一年的测试,以评估其未来是否可用于NASA低轨道飞行任务,包括为立方体卫星提供动力。
个人认为汉能不应该将砷化镓薄膜太阳能技术**给美国,美国会有将其**的可能性。
可以说,我国天宫空间站采用的砷化镓太阳能电池,将会在空间电源领域占据主导地位,必将成为 21 世纪卫星航天器的主电源。
当前,以芯片为代表的信创产业逐步成为国家科技竞争力的重要标志。在国产CPU产业强势崛起的过程中,你首先想到的会是哪几企业?答案有很多,但“中科系”的提及率绝对很高。作为国家战略科技力量,“中科系”旗下
21世纪经济报道记者倪雨晴 圣何塞报道在硅谷源泉之一的圣何塞,英特尔CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)正在带领英特尔加速奔跑。当地时间9月19日,2023英特尔on技术创新大会于美国加利
财联社9月19日讯(记者 唐植潇)近日有消息称,OPPO将会重启芯片业务,并且“有部分员工已经回流,加入到了车载业务之中”。记者就此事向OPPO方面进行核实,对方表示“不予置评”。特百惠(我国)数字与
600亿颗芯片!我国巨头正式宣布,美媒:**也没料到制裁这么快
我国芯片市场与美国依赖我国的集成电路市场一直以来都是一个巨大的市场,拥有庞大的需求和巨大的增长潜力。我国的电子消费市场一直在迅速增长,包括智能手机、电视、电脑和各种智能设备等,这些设备都需要高性能的芯
最新手机芯片天梯图:A17、华为麒麟9000S,排在什么位置?
近日,最火的两颗芯片分别是苹果的3nm芯片A17 Pro,虽然很多人吐槽它较上一代提升不明显,但论性能,可以碾压任何安卓芯片,甚至是领先2代的。另外一款芯片,则是华为麒麟9000S,当然,这颗芯片工艺
韩国芯片连续13个月暴跌,尹锡悦指责我国不采购,外媒:自食其果
据韩国媒体称,韩国的半导体出口额已经连续暴跌13个月了,比去年同比下降了28%左右。韩国政府急的焦头烂额。尹锡悦政府竟直接甩锅我国,话里话外都是指责,他认为韩国半导体卖不出竟是我国的原因,我国应该帮助
我国突破芯片瓶颈将影响全球秩序?美国很担心,指出我国关键弱点
我国在芯片半导体领域一直深受美国的**,通过贸易制裁的方式阻止高端芯片进入我国市场。这样的举措一度造成我国芯片领域发展断档,不过随着我国科技企业近几年的突破,目前我国已经在芯片制造方面取得了重大的成果
前几天,华为一声不响的上线了mate60系列,带着麒麟芯片9000s强势回归,吸引了全世界的目光。而华为麒麟芯片**背后,我们不该忘记这位老人—张汝京。我国半导体之父,为回**造芯片,被开除**户籍,
【有车以后 资讯】“未来汽车对传统汽车的颠覆性,使传统零部件体系的50%以上都面临重构。”12月16日,在全球智能汽车产业峰会(GIV2022)上,我国电动汽车百人会理事长陈清泰指出,智能汽车的价值链
投稿点这里汽车有多少个零件?其实这个问题并没有一个十分确切的标准答案...据估计,一般轿车约由1万多个不可拆解的**零部件组装而成。结构极其复杂的特制汽车,如F1赛车等,其**零部件的数量可达到2万个
全球最大的10家汽车零部件供应商 都是世界500强 无我国企业
【卡车之家 原创】美国《财富》**每年发布的世界500强排行榜,是以营业收入数据对全球企业作出排名的榜单。2017年“世界500强”榜单中,汽车制造商和零部件厂商共占据33席(除去大型工程车辆企业),
汽车零部件企业哪家强?除了博世**还有这些名字你一定耳熟能详
文:懂车帝原创 李德喆[懂车帝原创 行业]9月18日,由《我国汽车报》主办,罗兰贝格协办的2019汽车零部件“双百强”企业发布会在江苏南京举行。在两份榜单中,博世、**、电装位列2019全球汽车零部件
行业现状(Reference:产业运行 | 2021年汽车工业经济运行情况)中汽协预测:2022年我国汽车销量达到2700万辆,新能源销量超过550万辆(Reference:乘用车市场信息联席会)以乘
全球十大汽车零部件供应商,核心技术都被他们垄断,自主遗憾缺席
提到电影,我们会想到张艺谋、冯小刚,而很少会想到幕后的制作人;提起流行乐,我们会想到周杰伦、萧敬腾,而很少会想到背后的作词人。台前台后,一幕之别,知名度往往相差甚远。车界又何尝不是如此,知名车企我们都
来源:环球时报 【环球时报记者 倪浩 陶震 环球时报驻德国特约记者 青木】经过3年疫情后,全球最具影响力的通信展今年有望再现往日盛况。2月27日至3月2日,由全球移动通信**协会(GSMA)主办的20
近日华为、苹果争相推出手机卫星通信功能,成为一大亮点,不少手机厂商也将目光投到卫星通信。放眼未来,手机直连卫星的卫星通信服务将是大势所趋,也是6G时代的重要标志。华为以“北斗三号”为依托,率先把“卫星
国内企业在光通信产品的参数测试过程中,通常使用国外的先进测试设备。然而,这些测试仪器之间往往是孤立存在的,需要手动调试仪器并通过旋钮、按钮和人眼观察波形或数据。这不仅*作繁琐易出错,而且测试效率低下。
龙头20cm涨停,7天股价翻倍!一文看懂卫星通信前世今生及产业链
卫星通信概念股华力创通今日再度强势拉升,截至发稿,该股股价20cm涨停,7个交易日累计涨幅近113%,现报23.52元续刷阶段新高,总市值155.9亿元。消息上,有媒体从供应链获悉,Mate 60 P
工信部:目前我国尚不具备实现网络层面的移动通信号码归属地变更的条件
针对网友提出的“电话号码归属地更改”建议,工信部近日给出了官方回复。此前,有网友在人民网留言板向工信部留言称,“现在电话都是实名制,电话号绑定的***及一些主流的软件较多,更换号码后造成一系列问题