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公司,由前桑迪亞國家實驗室科學家穆拉特·奧坎丹(Murat Okandan)創立,致力于便攜式太陽能電池及系統的研發。
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、商業和公用事業。
硅電池甚至一度進軍太空,在太空中,衛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星,實現了單硅晶太陽能電池在太空領域的首次應用,該衛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星,其中同樣使用到太陽能電池。
為了進一步提高衛星的效率和能力,傳統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。
據悉,SpaceX、亞馬遜的 “柯伊伯計劃” 等新的商業衛星項目正在籌備****數千顆衛星,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網設備和傳感器的出現,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實。
據悉,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模化的規則。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,從而為現在的 DragonSCALES 奠定了基礎。同時,他參與了大量的技術開發項目,從生物醫學中的神經植入到極端傳感器和太陽能系統,所有項目都利用了微系統和微制造技術。
2017 年,奧坎丹展示了其在實驗室開發的小型、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性研發相結合,為太陽能創造了全新的視角。無論是外太空的惡劣環境、最惡劣的陸地環境,還是最小的嵌入式傳感器應用,DragonSCALES 都能提供完全可定制、經濟高效的解決方案,為廣泛的太陽能應用創造全新的范例。
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境下的性能并延長使用壽命。
空間電力系統傳統上由多結、高效的太陽能電池組成,但它們的成本非常高并且年生產能力有限。這兩個限制對于商業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。
據了解,DragonSCALES 將被用以驅動航天器系統公司 Lynk Global Inc. 于今年夏天****的的小型衛星上。
mPower Technology 總裁兼 CEO 凱文·黑爾(Kevin Hell)表示:“這是我們與 Lynk Global 合作推出的創新 DragonSCALES 產品的首次發布,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****。”
未來,該太陽能技術或許會在月球得到大規模運用。不久前,美國宇航局已選擇五個商業團隊為月球表面開發可垂直部署的太陽能電池陣列系統,mPower Technology 正是其中的一個團隊。
這些系統可折疊成不到半立方米的體積,便于充電站點之間的運輸,從而實現大型太陽能電池陣列的部署,以提供可持續的電力。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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