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編者按：在太空獲取電力來源的渠道非常有限，為了確保衛(wèi)星上各種儀器的電能供應(yīng)，現(xiàn)在大部分的衛(wèi)星都是采用太陽能系統(tǒng)供電。目前，科學(xué)家們正在研究在太空中使用的硅太陽能電池替換成鈣鈦礦太陽能電池。

10月26日，美國密歇根州一對夫婦后院中突然傳來一陣巨響，檢查后發(fā)現(xiàn)竟然是一顆“衛(wèi)星”砸進(jìn)了自家院子。

該“衛(wèi)星”內(nèi)含裝有太陽能電池板，盒子里還裝有兩臺相機(jī)和一部三星手機(jī)。衛(wèi)星還有明顯的“三星”標(biāo)志。

最終，三星公司認(rèn)領(lǐng)了這顆“衛(wèi)星”，并證實(shí)：這個所謂“衛(wèi)星”其實(shí)是個[高空氣球裝置]。

氣球?qū)儆谌堑?ldquo;太空自拍”活動，負(fù)責(zé)將手機(jī)送入平流層。因?yàn)樘鞖獾脑驓馇蜍浿懺谵r(nóng)戶家中，所幸沒有造成人員傷亡。

其實(shí)仔細(xì)觀察，就可以發(fā)現(xiàn)，這個“高空氣球”上使用的是普通的“單晶太陽能板”，而并非衛(wèi)星上使用的組件。

那么，真正的衛(wèi)星上使用的，究竟是怎樣的太陽能組件呢?

大家都知道，在太空獲取電力來源的渠道非常有限，為了確保衛(wèi)星上各種儀器的電能供應(yīng)，現(xiàn)在大部分的衛(wèi)星都是采用太陽能系統(tǒng)供電。早期航天器上的太陽能電池，是設(shè)置在航天器的外表面上，類似于貼片式的。

隨著航天器的不斷發(fā)展，用電量需求逐漸增加，才發(fā)展為巨大的帆板。這種帆板的面積不斷增大，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)像翅膀一樣，在航天器的兩邊展開，所以太陽能電池帆板又叫做太陽翼。

太陽翼利用硅(Si)和某些金屬的光電效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后儲存在蓄電池中以供衛(wèi)星、宇宙飛船使用。

80年代中期，光電轉(zhuǎn)化效率更高的砷化鎵太陽能電池已經(jīng)開始用于空間系統(tǒng)。砷化鎵基系太陽電池經(jīng)歷了從LPE(液相外延)到MOCVD，從同質(zhì)外延到異質(zhì)外延，從單結(jié)到多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)發(fā)展變化，其光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高。

電池效率從最初的16%(AMO，單結(jié)砷化鎵太陽能電池)增加到32%(AMO，三結(jié)砷化鎵砷化鎵太陽能電池)，并在空間系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。

不過，傳統(tǒng)的砷化鎵晶片制造技術(shù)成本居高不下，限制了砷化鎵太陽能電池更加的廣泛應(yīng)用。

目前，科學(xué)家們正在研究在太空中使用的硅太陽能電池替換成鈣鈦礦太陽能電池。

鈣鈦礦太陽能電池，理論光電轉(zhuǎn)化效率50%，目前實(shí)驗(yàn)室最高效率已經(jīng)達(dá)到25.2%，直追晶硅電池;另外，它的制造工藝簡單，且價(jià)格非常便宜，GW級別以上成本可以降低到0.7元/W以內(nèi)。

在星際飛行應(yīng)用鈣鈦礦太陽能電池，還能克服其在地球表面較為困難的除濕問題，因?yàn)槠浔举|(zhì)上是一種鹽，最大的缺點(diǎn)親水性。這給在地球上應(yīng)用該材料帶來了挑戰(zhàn)，許多研究人員正在通過將其封裝在塑料中來克服這一障礙。

這種弱點(diǎn)是科學(xué)家對在太空中測試鈣鈦礦感興趣的原因，在像月球和火星這樣的環(huán)境中，濕度不是問題。

未來，期待有更多的太陽能“黑科技”運(yùn)用在空間技術(shù)上，同時，這些技術(shù)能早日降低成本，實(shí)現(xiàn)“民用”化，讓大家都能用上更便宜、更清潔的電能!


原標(biāo)題：三星公司"衛(wèi)星"砸進(jìn)美農(nóng)戶家中 深扒衛(wèi)星上的太陽能發(fā)電"黑科技"!