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下一代太陽能“潛力股”?微型光伏電池DragonSCALES首次抵達太空
日期:2021-10-11   [復制鏈接]
責任編輯:sy_hudie 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
 近日,由 MPower Technology 開發(fā)的微型光伏電池 DragonSCALES 首次在小型衛(wèi)星上實現(xiàn)繞地球運行。這是 DragonSCALES 首次進入低地球軌道,任務期間收集的數(shù)據(jù)將為驗證產(chǎn)品在太空中的性能提供寶貴的反饋。

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)。

圖 | 在軌驗證器將在太空中驗證 DragonSCALES(來源:mPower Technology)

在過去的幾十年中,太陽能技術(shù)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,美國就發(fā)射了一顆完全由太陽能驅(qū)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(shù)研究院研制的 “東方紅一號”(Dong Fang Hong I)成功發(fā)射,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(shù)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(shù)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)星項目正在籌備發(fā)射數(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(shù)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(gòu)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(gòu)合作,將單晶硅和其他先進結(jié)構(gòu)應用于 DragonSCALES 架構(gòu)。

“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)模化的規(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。

 
圖 | 微型太陽能應用(來源:桑迪亞國家實驗室)

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(shù)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(shù)。

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(shù)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(jié)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(shù)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(jié)、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(gòu),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(zhì)量的同時完成的。


 
據(jù)了解,DragonSCALES 將被用以驅(qū)動航天器系統(tǒng)公司 Lynk Global Inc. 于今年夏天發(fā)射的的小型衛(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(shù)的興趣迅速增加,我們預計在不久的將來會有更多的發(fā)射。”

未來,該太陽能技術(shù)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。

原標題:下一代太陽能“潛力股”?微型光伏電池DragonSCALES首次抵達太空
 
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來源:DeepTech深科技
 
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