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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。
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第三代宽禁带半导体(SiC、GaN)器件以其固有的大功率、耐高温及恶劣环境、抗辐照等特点,在替代传统的Si基器件方面具有无与伦比的技术优势。文章概述了第三代半导体(SiC)器件的发展现状,介绍了国内外第三代宽禁带半导体(SiC)器件研究进展及应用情况,并展望了第三代宽禁带半导体器件在空间太阳能电站中的应用前景。
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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。
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