随着能源需求的增长和技术的进步,太阳能电池板显然需要改进。未来的太阳能电池板必须能够承受高温和辐射,必须产生更高的功率,同时还要保持价格合理。它们在太空环境中的耐用性至关重要,因为在轨更换电池板成本高昂。为了满足这些要求,斯旺西大学太阳能研究中心六年前启动了一项实验。立方体卫星实验正是如此!它重新定义了太空太阳能发电场的技术,其发电量可能比现有技术更高,使用寿命也可能更长

近年来,大型空间系统的利用率大幅增长。其原因是人们对更完善的通信网络、更多卫星以及更复杂的太空任务的需求日益增长。这意味着我们需要在太空中建造更大、更复杂的结构。问题在于,随着空间系统规模的扩大,它们需要的能源也越来越多,而目前的太阳能技术已无法满足需求。研究人员正加紧研发适用于大型空间系统的新能源技术。

随着太空任务变得越来越雄心勃勃、要求越来越高,传统太空太阳能电池板的局限性也日益凸显。虽然这些电池板能够高效地将太阳光转化为电能,但其设计和有限的表面积带来了显著的限制。因此,迫切需要开发既高效节能又能适应太空环境的能源解决方案。

斯旺西大学太阳能研究中心取得了一项意义非凡的突破。他们成功研发出一种先进的太阳能电池技术,其性能超越了现有的航天级技术。此外,他们还开展了一项为期六年的广泛研究,以评估这些太阳能电池在太空中的卓越性能。

碲化镉太阳能电池被放置在不同半导体材料的薄层上。这些薄层沉积在一种特殊的由铈掺杂铝硅酸盐制成的盖玻片上。这种设计使得研究团队能够以低成本制造太阳能电池,更重要的是,这些电池的发电量比现有技术更高。

这套新系统的特性使其非常适合生产可覆盖大面积的大型太阳能电池板。这将确保航天系统能够获得充足的能源。该团队于2016年将太阳能电池板安装在一颗立方体卫星上,并将其发射到太阳同步轨道。在六年时间里,他们收集并分析了来自30,000万次轨道运行的数据。这些太阳能电池板至今仍在正常工作,并未在太空环境中发生性能衰减

AlSat-Nano CubeSat 在轨运行

萨里大学的科学家与阿尔及利亚航天局(ASAL)合作,在萨里航天中心设计和建造了一颗卫星,该卫星配备了高性能仪器,用于测量其在轨性能。

萨里大学萨里航天中心航天器工程荣誉教授克雷格·安德伍德表示: “我们非常高兴,一项设计运行一年的任务在六年之后仍然有效。这些详细的数据证明了这些面板具有良好的抗辐射能力,并且其薄膜结构在太空严酷的热真空条件下也具有很强的耐久性。”

克雷格教授补充说:“这种超低质量太阳能电池技术可以实现在太空部署大型、低成本的太阳能发电站,将清洁能源带回地球——现在我们有了第一个证据表明该技术在轨道上可靠地工作。”

另请参阅太空太阳能发电:清洁能源的未来

斯旺西大学的丹·兰姆博士表示: “这种新型薄膜太阳能电池有效载荷的成功飞行测试,为进一步开发这项技术提供了资金机会。”

丹博士还补充道:“用于太空应用的大面积太阳能电池阵列是一个快速扩张的市场,而像这样的演示有助于巩固英国在太空技术领域的世界一流声誉。”

立方体卫星实验重新定义了太阳能太空农场技术,六年后,太阳能板的效率随着时间的推移而降低,产生的电力也减少了。该团队计划在未来改进这一点。然而,他们仍然相信,根据目前的结果,他们的技术将具有商业可行性。

资料来源AlSat-1N薄膜太阳能电池(TFSC)实验六年来的太空飞行结果

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艾略特是一位充满热情的环保主义者和博主,他一生致力于传播环保、绿色能源和可再生能源的意识。凭借环境科学背景,他对地球面临的问题有着深刻的理解,并致力于教育他人如何做出改变。

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