意大利砷化镓太阳能电池研究概况

与硅光电池相比,砷化镓(GaAs)太阳能电池在空间应用中具有优越性。目前,各个航天大国都在致力于GaAs电池的研究。本文介绍了意大利CISE与Fiar公司在过去几年中研究GaAs太阳能电池的情况、意大利的太阳能电池发展计划及主要空间实验。     

瑞士联合欧洲13国进行光伏薄膜电池技术攻关

据中国科技部网站2012年8月16日消息,最近,瑞士国家材料科学与技术实验室(Empa)联合欧洲13国向欧盟递交了先进太阳能薄膜电池以及光伏发电装置的申请。该实验室已证实,薄膜太阳能电池与传统的硅半导体太阳能电池相比,更可能有效利用材料和降低太阳能光伏发电设备的生产成本。     

纳米夹层技术为太阳能电池“减肥”

据物理学家组织网6月25日报道，美国北卡罗来纳州立大学的科研人员表示，他们能够借助纳米夹层技术制成更“苗条”的薄膜太阳能电池，而不影响电池吸收太阳能的能力。同时，这也将大幅降低新型电池的制造成本，并可广泛应用于其他众多太阳能电池材料，如碲化镉和铜铟镓硒（CIGS）等。     

科技成果

正科学家开发最轻薄太阳能电池据科技日报2016年3月7日报道,美国麻省理工学院的科学家开发出一种超轻、超薄的柔性太阳能电池,能附着在物体之上。这种太阳能电池主要由基底和涂层两部分组成,厚度仅为2μm。每克能产生6 W的电力,功率重量比是普通硅基太阳能电池的600倍,而且由于不需要其他工序,减少了电子元件暴露在灰尘和其他污染物中的概率,更能保证产品的质量和性能。这种电池既可用传统的玻璃做     

GaN基半导体技术的空间应用研究与展望

空间太阳能电站需要高效率、良好环境适应性和长寿命的新型光电转换材料和大功率半导体器件。从功率器件和太阳能电池两个方面，概述了宽禁带半导体在太阳能技术中的应用和研发动态。采用宽禁带半导体设计的GaN高效固态功放和禁带宽度从0.7 eV(InN)～3.4 eV(GaN)连续可调的InGaN直接带隙的太阳能电池具有可靠性高、效率高、体积小、质量轻、高抗辐射能力等优点。因此，随着GaN基宽禁带半导体材料及器件的进一步发展，可助推空间太阳能电站早日实现。     

美国研制高效太阳能电池

最近美国一些公司正在研究效率高达30％的新型太阳能电池。 目前的硅太阳能电池开始使用时的效率仅为14.5％,就是较新型的砷化镓电池,其效率也仅为21.5％。 现有三家机构,即维里安公司、斯派尔公司以及三角研究区的三角研究所参与了由美国战略防御计划局（SDIO）资助的高效太阳能电池的研制工作。这三家机构估计,砷化镓-锗级联多结式太阳能电池的效率将是相当高的。这种电池采用聚光镜把阳光聚集后,再照射到太阳能电池上,因此光强度是一般光强的25～100倍。     

科技成果

加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池据科技部网站2011年5月25日报道,加拿大国家研究理事会微结构科学研究所（NRC-IMS）和拉瓦尔大学、St—Jean光化学公司及总部设在美国马萨诸塞州的Konarka公司,正在合作开发有机太阳能电池。为解决矽太阳能电池板成本高、     

燃料电池的空间应用技术发展

燃料电池作为高效环保的发电装置,在空间应用上具有极大潜力。本文论述了近年燃料电池的空间应用技术,以求促进相关产业及研究的进一步发展。分别对微重力环境下的水、热管理技术进行了探讨,发现微重力中气流方向及燃料电池布置对电池性能具有显著影响,气流宜以相反方向通入,微重力环境对竖直放置和水平放置(阳极在上或阴极在上)的燃料电池性能影响不一,其中水平放置(阴极在上)和竖直放置的工况下促进了水的顺利排出。进而比较了3种常见散热方式在空间应用上的优缺点,并且对热管冷却的材料选择给出了建议。最后简要介绍了目前在航天应用上受到关注的可再生燃料电池。     

利用反作用飞轮抑制太阳电池阵振动的原理和方法研究

以太阳能电池阵为例,针对空间飞行器柔性附件的振动抑制问题,提出利用飞轮变速产生的反作用力矩对柔性附件施加人工阻尼,实现加快振动衰减、降低振动响应的方法。在由模态坐标表示的太阳能电池阵振动模型的基础上,根据可测的电池阵根部弯矩建立并确定反作用飞轮旋转速度的振动控制策略,阐述其力学机理。该控制律关系简单,原理清晰。仿真验证具有实际尺寸结构的有限元模型,结果表明:采用约占电池阵质量2%的飞轮作动器可使振动衰减时间缩短2/3。     

利用等离子体通道实现空间太阳能无线能量传输

空间太阳能电站是高效利用太阳能的有效途径,受到了国际的广泛关注。空间无线能量传输技术是空间太阳能电站的关键技术之一。文章首先分析了微波与激光无线能量传输技术的问题,根据空间太阳能传输的具体需求进一步提出基于等离子体通道的无线能量传输技术,并对基于此项技术的空间太阳能传输系统进行了论证,完善并发展了空间太阳能传输模型。基于等离子体通道的无线能量传输技术为多个领域的能量补给提供了新颖的技术途径,是具有广阔应用前景的战略选择。     

空间太阳能发电系统及其关键材料

考虑到未来世界能源的发展,文章综述了空间太阳能发电系统国内外研究和发展现状,包括空间太阳能发电系统的结构演化以及世界各国相关项目的实施和进展,重点讨论了空间太阳能发电系统相关材料技术的发展。针对目前我国在航天和新材料领域的基础,提出了我国发展空间太阳能发电系统的建议。     

防空导弹电源展望

综述国内外防空导弹化学电源的现状和今后的发展趋势.对国外现有几种防空导弹化学电源的优缺点作了比较.研究和分析表明,未来的国外防空导弹化学电源将向锂系热电池方向发展.指出在目前与国外先进水平尚有不少差距,而国内人力、财力均不足的情况下,我国发展化学电源技术应采取“有限目标、突出重点”的方针,以及统一规划,适当竞争.根据现有技术和设备条件,我国应以锂系热电池作为发展化学电源技术的主攻方向.     

空间堆核动力技术选择研究

目前,基于太阳能、化学能的空间电源与空间推进技术,其技术能力的发展已接近极限状态,未来亟需开发基于核能的先进空间动力技术。针对低成本空间轨道运输、高功率载荷航天器、深空探测器、行星表面探测与开发等应用场景,以空间堆核电源为重点,分析了国际发展现状和未来航天需求,分别针对大功率(100 kWe～1 MWe)和小功率(1 kWe～10 kWe)应用需求,提出了技术主导方案,围绕主导技术方案梳理了关键技术,为我国空间堆核动力技术发展规划和预先研究提供参考。     

聚光式空间太阳能电源系统

介绍了聚光式太阳能电源系统的分类、原理及国外的研究与应用进展,分析了反射式与折射式空间太阳能聚光系统的优点与不足,指出了高精度太阳指向控制、耐环境薄膜材料、薄膜太阳电池、高密度热流热控等技术难点及需要解决的关键技术,对我国开展空间太阳能聚光系统技术研究提出了建议。     

平流层飞艇太阳电池阵发电功率计算及分析

针对圆柱曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了计算其发电功率的解析表达式;针对任意曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了一种准确方便的数值计算方法。针对飞艇通常采用的旋转对称组合椭球外形,提出了一种近似解析计算方法,将该解析计算方法和数值计算方法的计算结果进行比较后发现,近似解析方法日发电量计算结果精度可达0.1％,可以替代精确数值方法用于飞艇太阳能系统的设计和分析。最后,对平流层飞艇太阳能电池阵发电功率特性进行了详细分析,得到了平流层飞艇运行的季节、纬度、姿态、电池阵形状和安装位置等因素对其发电功率特性的影响规律。结果表明,以上因素与太阳电池阵面积和光电转化效率一样会对飞艇太阳电池发电功率造成重大影响。     

应用于立方星的剪叉式可展开太阳电池阵机构

立方星在轨任务期间的能源供给主要依靠蓄电池或体装太阳能电池阵。随着微小航天器技术的发展,立方星功能密度越来越大,星上载荷对功率的需求越来越高,传统的电池板供能方式已很难满足未来空间任务需求。另外,立方星因其特有的尺寸规范和标准,对电池阵的收纳尺寸和展开机构也有特殊应用需求。基于上述背景和立方星的结构特点,设计了一种展开原理简单、扩展性好、折展比大的一维剪叉式空间可展开机构,进行了原理样机的加工制造和地面展开试验,验证了机构设计的功能可行性以及设计参数的合理性。机构展开后阵列发电功率是传统供能方式的3~5倍,且特殊的几何外形可提供被动重力梯度稳定优势,在提升未来立方星载荷能力方面有重要应用价值。     

RAE将发射实验航天器

为了对几项新的空间技术进行空间应用验证,英国皇家航空航天研究所(RAE)正在研制一种空间技术研究飞行器(STRV)。STRV1将于1992年由阿里安4火箭发射进入静地转移轨道。 为了研究提高未来航天器的性能及成本效益、延长航天器寿命所需的技术,重50公斤的STRV1将至少携带8个技术研究实验设备。这些新技术包括提高太阳能电池性能,研制轻型航天器结构等。在用于价格昂贵的实用型空间系统之前,这些技术需要在恶劣的空间环境中先进行鉴定试验。     

应用于空间燃料电池的氢技术研究进展

对燃料电池的工作原理和分类、氢气的制备、存贮技术进行了分析。通过研究储氢相关技术国内外研究现状、趋势和应用情况，结合当前空间应用的各种条件，认为可充分结合水电解技术、固态储氢、电化学泵和氢压缩机等技术开展可再生燃料电池的研究，形成与航天器太阳能电池组联动、互补的系统，进一步延长供电寿命，为未来长寿命航天器的发展提供技术储备。     

SSPS太阳能收集系统研究现状及发展趋势

为研究太阳能收集系统在未来空间太阳能电站(SSPS)中的发展和应用,对比和分析国内外典型系统设计方案的结构特点、光收集特性及优、缺点,展望空间太阳能电站太阳能收集系统的发展趋势,并提出对新材料、新结构、新技术、新理论和新方法的发展和应用需求。     

可调空间行波管放大器发展综述

文章简要介绍了可调空间行波管放大器的特点及应用需求,详细介绍了国外可调行波管放大器的发展历程和技术状况,描述了实现可调行波管放大器的技术方法,展望了空间行波管放大器向功率和频率双可调方向的发展趋势.