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將光伏電池做薄 讓衛(wèi)星更持久

2022-11-11 09:15:53來源：化工儀器網(wǎng) 小王 閱讀量：178 評論

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導(dǎo)讀：人造衛(wèi)星是由人類通過科學(xué)技術(shù)建造，借助火箭等太空飛行載具發(fā)射到太空中的裝置。

　　航天工程是人類向宇宙出發(fā)的偉大壯舉，同時也影響一個國家在政治、軍事、經(jīng)濟(jì)和科技等方面的發(fā)展，因此在大部分國家都被視為意義深遠(yuǎn)的重大工程。而在航天工程的眾多項目中，人造衛(wèi)星又是一個十分特殊的存在。
 
　　人造衛(wèi)星是由人類通過科學(xué)技術(shù)建造，借助火箭等太空飛行載具發(fā)射到太空中的裝置。這種裝置基本是按照天體力學(xué)規(guī)律運動的，不過實際運行過程中要考慮的情況非常多，例如太陽輻射、太陽阻力、大氣阻力、其他星系的引力等等，因此設(shè)計和建造過程十分復(fù)雜，需要解決的問題也非常多。其中，能源問題就是目前人造衛(wèi)星的重大難題之一。
 
　　人造衛(wèi)星的設(shè)置往往具備一定的功能性，因此一般可以分為科學(xué)衛(wèi)星，技術(shù)試驗衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星三大類，這些衛(wèi)星上面都會配備用于探測、研究、通信的儀器，以及用來避免外界干擾的保護(hù)設(shè)施。這也就使得衛(wèi)星在運作過程中，需要去解決這些設(shè)備的供能需求。好在光伏技術(shù)的出現(xiàn)，成功地解決這個問題。
 
　　目前，大多數(shù)的太空人造衛(wèi)星，都是依靠光伏電池供電的，并且相較于近地環(huán)境，宇宙中的光照環(huán)境更好。但這是不是光伏電池在宇宙中就能更好地工作呢？答案是否定的。事實上，宇宙環(huán)境對光伏電池的損傷直接影響了人造衛(wèi)星的壽命。
 
　　盡管充足的光照能夠給予光伏面板更好的發(fā)電環(huán)境，并且宇宙的溫度環(huán)境也能有效地避免高溫對面板的損傷，但是宇宙中卻有另一個因素影響了光伏電池——輻射。由于沒有大氣層的保護(hù)，某些類型的輻射會直接損壞暴露在軌道上的光伏設(shè)備，降低它們性能并削減其壽命。
 
　　具體原因描述起來比較復(fù)雜。簡單地說，當(dāng)光伏電池吸收光的時候，能量會轉(zhuǎn)移到光伏材料中帶負(fù)電荷的電子上。并在電荷載流子釋放的過程中產(chǎn)生穿過光伏的電流。而宇宙中的一些輻射則會引起原子移位，限制了載流子的壽命，并使得光伏電池受到損傷，長期使用便會出現(xiàn)效率越來越低的情況。
 
　　那么有沒有什么方法可以避免或者減輕這種來自輻射的負(fù)面影響呢？其實思路很簡單，只要讓光伏電池變薄就可以了。光伏電池變薄后，電荷載流子的傳輸路程就變短，原子移位帶來的影響也就變小，光伏電池的壽命也就自然被延長了。
 
　　但事實上，想要把光伏電池做薄卻并非一件易事，背后涉及到一個發(fā)電效率的難題。而就在最近，英國劍橋大學(xué)科學(xué)家提出了一種耐輻射光伏電池設(shè)計方案。這種光伏電池特點便是具有超薄的光吸收材料層，能夠更好地應(yīng)對輻射損傷，提高衛(wèi)星性能。
 
　　據(jù)悉，這種電池涉及到兩部分設(shè)計，一種是芯片上的設(shè)計，通過將幾種物質(zhì)分層堆疊而成；另一種設(shè)計涉及一個銀色的后視鏡，以增強光的吸收。并且由于長時間運行超薄電池蓋玻片的需求也變得更少，因此在其他資源例如載重成本上，也能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。
 
　　(參考資料來源：科技日報)
 
　　原標(biāo)題：將光伏電池做薄 讓衛(wèi)星更持久
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