效率达26%的铜太阳能电池接受测试,旨在为440磅重的下一代航天器供电。
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SunDrive选择其超薄、轻量的铜异质结(HJT)电池,用于安装在航天器上。
澳大利亚太阳能技术公司SunDrive Solar已开始将其现有的铜基太阳能电池技术进行测试并集成到航天器中。为了开发可供飞行使用的产品,该公司与新南威尔士州的空间硬件和软件制造商Space Machines Company(SMC)携手合作。
根据这一合作,两家公司将重点在SMC的下一代Optimus Viper航天器顶部安装太阳能电池板阵列,以满足其电力需求。该航天器重约440磅,设计用于在低地球轨道执行自主控制操作。
为严酷太空环境而设计
公司官员指出,太阳能电池板必须能够在严酷的太空环境中存活,同时保持轻量——这是设备的一项关键要求。
Space Machines Company工程副总裁伊恩·帕蒂斯表示:“太阳能电池板必须经受发射振动、真空和极端热循环,同时尽可能保持轻量。这些正是我们的结构、热控和测试团队每天都要解决的问题。”
为了实现这一目标,SunDrive选择了其铜异质结(HJT)电池。这种电池超薄、轻量,此前在地球实验室测试中已达到26.41%的效率。
SunDrive联合创始人兼首席技术官文斯·艾伦表示,这些特性在轨道上非常重要,并补充说,阵列质量每增加一克,都要以有效载荷为代价进行权衡。
凭借其最新技术,该公司解决了围绕太阳能电池重量、成本和效率的担忧。
这家总部位于悉尼的公司利用其专有的直接镀铜技术,用广泛可得的铜替代传统太阳能电池中的银。艾伦表示,按每千克计算,这种金属比银便宜约100倍,储量约为银的1000倍。他补充说,这使高效率、可规模化的太阳能电池成为可能,并减少了对关键材料的依赖。
到2027年推出飞行尺寸原型
上个月,两家公司的工程团队已启动该项目的研发工作。到明年4月,项目第一阶段可能完成,其中包括建造飞行尺寸电池板的原型。
根据一份新闻声明,SunDrive将负责太阳能电池和组件设计。与此同时,SMC将负责电池板的结构设计、测试以及与Optimus Viper卫星型号的集成。两家公司将共同开发一种将太阳能模块粘合到电池板基板上的方法。
接下来,两家公司将聚焦于后续阶段,目标是打造可供飞行使用的可展开太阳能阵列,用于SMC未来的航天器以及更广泛的卫星市场。
SpaceX也为其计划中的Starmind卫星网络获得了一项类似的高效率异质结(HJT)太阳能电池技术。11月10日,该公司与德国设备制造商SINGULUS TECHNOLOGIES签署了一项价值超过6900万美元的协议,以建设这类太阳能电池的生产线,首批交付定于2027年上半年。
该公司表示,生产规模将扩大到支持超过100吉瓦(GW)的生产设备,但未具体说明首条生产线的产出能力。
与此同时,全球各地的公司正在探索其他质量更轻、效率更高的替代太阳能电池技术,以用于未来的太空任务。
今年9月,美国航空航天公司Rocket Lab宣布生产其最新款航天级太阳能电池,该电池完全不含锗。该公司声称,这项名为倒置变质(IMM)Apex的技术可实现31.5%的寿命初期转换效率,同时使电池质量减少40%。
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