下一代太陽能“潛力股”?微型光伏電池DragonSCALES首次抵達太空!
MPower Technology 是一家位于美國新墨西哥州的科創(chuàng)公司,由前桑迪亞國家實驗室科學家穆拉特·奧坎丹(Murat Okandan)創(chuàng)立,致力于便攜式太陽能電池及系統(tǒng)的研發(fā)。
在過去的幾十年中,太陽能技術取得了重大進展,低成本硅的使用開始呈爆炸式增長,并被廣泛應用于住宅、商業(yè)和公用事業(yè)。
硅電池甚至一度進軍太空,在太空中,衛(wèi)星最初同樣是由硅電池供電。早在 20 世紀 50 年代,美國就****了一顆完全由太陽能驅動的衛(wèi)星,實現(xiàn)了單硅晶太陽能電池在太空領域的首次應用,該衛(wèi)星運行時間甚至長達 7 年之久。
1970 年,中國空間技術研究院研制的 “東方紅一號”(Dong Fang Hong I)成功****,這是中國自主研制的第一顆人造衛(wèi)星,其中同樣使用到太陽能電池。
為了進一步提高衛(wèi)星的效率和能力,傳統(tǒng)太陽能電池板最終被砷化鎵技術取代。但是,新功能的需求迫使人們從未放緩對新型太陽能技術的研發(fā)。
據(jù)悉,SpaceX、亞馬遜的 “柯伊伯計劃” 等新的商業(yè)衛(wèi)星項目正在籌備****數(shù)千顆衛(wèi)星,而砷化鎵的成本和有限的供應能力已不能滿足這些新需求。
另一方面,5G 和其他通信技術的爆炸式增長正在催生新的物聯(lián)網(wǎng)設備和傳感器的出現(xiàn),其中許多需要能量收集來支持自主操作。
在這種情況下,為遠程離網(wǎng)應用提供電力的便攜式、靈活且重量更輕的解決方案的需求激增,而 DragonSCALES 的誕生意味著人類克服了現(xiàn)有基于砷化鎵解決方案的成本和供應限制,對新一代小型太陽能的構想正在成為現(xiàn)實。
據(jù)悉,DragonSCALES 始于高效率、最先進的硅電池,mPower Technology 與全球領先的研究機構合作,將單晶硅和其他先進結構應用于 DragonSCALES 架構。
“我們利用大規(guī)模的陸地硅光伏市場來最大限度地降低成本,同時打破了定制電池難以規(guī)?;囊?guī)則。DragonSCALES 單元可以定制為任何形狀和尺寸,因此可以輕松集成到任何設計中。” 奧坎丹接受媒體采訪時表示。
在創(chuàng)立 mPower Technology 之前,奧坎丹在桑迪亞國家實驗室工作了 16 年,從而為現(xiàn)在的 DragonSCALES 奠定了基礎。同時,他參與了大量的技術開發(fā)項目,從生物醫(yī)學中的神經(jīng)植入到極端傳感器和太陽能系統(tǒng),所有項目都利用了微系統(tǒng)和微制造技術。
2017 年,奧坎丹展示了其在實驗室開發(fā)的小型、輕便、靈活的太陽能電池技術原型。
DragonSCALES 輕巧、靈活且具有高彈性,將硅光伏領域的最新進展與桑迪亞國家實驗室的開創(chuàng)性研發(fā)相結合,為太陽能創(chuàng)造了全新的視角。無論是外太空的惡劣環(huán)境、最惡劣的陸地環(huán)境,還是最小的嵌入式傳感器應用,DragonSCALES 都能提供完全可定制、經(jīng)濟高效的解決方案,為廣泛的太陽能應用創(chuàng)造全新的范例。
值得注意的是,在太空應用方面,該太陽能電池技術可通過在軌輻射恢復,最大限度地提高其在惡劣太空環(huán)境下的性能并延長使用壽命。
空間電力系統(tǒng)傳統(tǒng)上由多結、高效的太陽能電池組成,但它們的成本非常高并且年生產(chǎn)能力有限。這兩個限制對于商業(yè)空間的新時代來說是一個很大的問題。
DragonSCALES 的獨特之處不僅在于單元和模塊架構,還在于它如何在面板陣列級別進行集成,從而最大限度地減少許多復雜且成本高昂的系統(tǒng)組裝步驟。所有這些都是在提高可靠性和減少質量的同時完成的。
據(jù)了解,DragonSCALES 將被用以驅動航天器系統(tǒng)公司 Lynk Global Inc. 于今年夏天****的的小型衛(wèi)星上。
mPower Technology 總裁兼 CEO 凱文·黑爾(Kevin Hell)表示:“這是我們與 Lynk Global 合作推出的創(chuàng)新 DragonSCALES 產(chǎn)品的首次發(fā)布,我們期待他們的星座成功在軌演示。隨著人們對我們用于各種新太空動力任務的技術的興趣迅速增加,我們預計在不久的將來會有更多的****?!?br />
未來,該太陽能技術或許會在月球得到大規(guī)模運用。不久前,美國宇航局已選擇五個商業(yè)團隊為月球表面開發(fā)可垂直部署的太陽能電池陣列系統(tǒng),mPower Technology 正是其中的一個團隊。
這些系統(tǒng)可折疊成不到半立方米的體積,便于充電站點之間的運輸,從而實現(xiàn)大型太陽能電池陣列的部署,以提供可持續(xù)的電力。有朝一日可能會用作充電站,為探測器、電池組以及航天器和宇航員使用的其他電氣設備充電。
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參考:
https://phys.org/news/2017-02-sandia-solar-glitter-closer-agreement.html
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