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空间太阳能电源

信息来源:nooeoo.com  时间:2008-12-01  浏览次数:160

  第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I,体装式结构,单晶Si衬底,效率约10%(28℃)。到了1970年代,人们改善了电池结构,采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术,使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代,地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番;而空间太阳电池在空间环境下的性能,如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展,极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代,薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快,而且聚光阵结构也变得更经济,空间太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池,主要有两种途径:研究聚光电池和多带隙电池。
  × 空间太阳电池主要性能
  电池效率
  由于太阳电池在不同光强或光谱条件下效率一般不同,对于空间太阳电池一般采用AM0光谱(1.367KW/㎡),对于地面应用一般采用AM1.5光谱(即地面中午晴空太阳光,1.000 KWm-2)作为测试电池效率的标准光源。太阳电池在AM0光谱效率一般低于AM1.5光谱效率2~4个百分点,例如一个AM0效率为16%的Si太阳电池AM1.5效率约为19%)。中国太阳能产业联盟网
  ◎ 25℃,AM0条件下太阳电池效率中国太阳能产业联盟网
  电池类型 面积(cm2) 效率(%) 电池结构
  一般Si太阳电池 64cm2 14.6 单结太阳电池
  太阳电池 4cm2 19.9 单结太阳电池
  单片叠层双结太阳电池
  空间太阳电池在大气层外工作,在近地球轨道太阳平均辐照强度基本不变,通常称为AM0辐照,其光谱分布接近5800K黑体辐射光谱,强度1353mW/cm2。因此空间太阳电池多采用AM0光谱设计和测试。
  抗辐照性能
  空间太阳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,引起电池性能的衰减,主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因,尤其对叠层太阳电池,由于热胀系数显著不同,电池性能衰减可能更严重。
  × 空间太阳电池的可靠性
  光伏电源的可靠性对整个发射任务的成功起关键作用,与地面应用相比,太阳电池/阵的费用高低并不重要,因为空间电源系统的平衡费用更高,可靠性是最重要的。空间太阳电池阵必须经过一系列机械、热学、电学等苛刻的可靠性检验。中国太阳能产业联盟网
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