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将光伏电池做薄让卫星更持久

来源：化工仪器网 小王2022/11/11 9:15:53185
导读
人造卫星是由人类通过科学技术建造，借助火箭等太空飞行载具发射到太空中的装置。
　　航天工程是人类向宇宙出发的伟大壮举，同时也影响一个国家在政治、军事、经济和科技等方面的发展，因此在大部分国家都被视为意义深远的重大工程。而在航天工程的众多项目中，人造卫星又是一个十分特殊的存在。
 
　　人造卫星是由人类通过科学技术建造，借助火箭等太空飞行载具发射到太空中的装置。这种装置基本是按照天体力学规律运动的，不过实际运行过程中要考虑的情况非常多，例如太阳辐射、太阳阻力、大气阻力、其他星系的引力等等，因此设计和建造过程十分复杂，需要解决的问题也非常多。其中，能源问题就是目前人造卫星的重大难题之一。
 
　　人造卫星的设置往往具备一定的功能性，因此一般可以分为科学卫星，技术试验卫星和应用卫星三大类，这些卫星上面都会配备用于探测、研究、通信的仪器，以及用来避免外界干扰的保护设施。这也就使得卫星在运作过程中，需要去解决这些设备的供能需求。好在光伏技术的出现，成功地解决这个问题。
 
　　目前，大多数的太空人造卫星，都是依靠光伏电池供电的，并且相较于近地环境，宇宙中的光照环境更好。但这是不是光伏电池在宇宙中就能更好地工作呢？答案是否定的。事实上，宇宙环境对光伏电池的损伤直接影响了人造卫星的寿命。
 
　　尽管充足的光照能够给予光伏面板更好的发电环境，并且宇宙的温度环境也能有效地避免高温对面板的损伤，但是宇宙中却有另一个因素影响了光伏电池——辐射。由于没有大气层的保护，某些类型的辐射会直接损坏暴露在轨道上的光伏设备，降低它们性能并削减其寿命。
 
　　具体原因描述起来比较复杂。简单地说，当光伏电池吸收光的时候，能量会转移到光伏材料中带负电荷的电子上。并在电荷载流子释放的过程中产生穿过光伏的电流。而宇宙中的一些辐射则会引起原子移位，限制了载流子的寿命，并使得光伏电池受到损伤，长期使用便会出现效率越来越低的情况。
 
　　那么有没有什么方法可以避免或者减轻这种来自辐射的负面影响呢？其实思路很简单，只要让光伏电池变薄就可以了。光伏电池变薄后，电荷载流子的传输路程就变短，原子移位带来的影响也就变小，光伏电池的寿命也就自然被延长了。
 
　　但事实上，想要把光伏电池做薄却并非一件易事，背后涉及到一个发电效率的难题。而就在最近，英国剑桥大学科学家提出了一种耐辐射光伏电池设计方案。这种光伏电池特点便是具有超薄的光吸收材料层，能够更好地应对辐射损伤，提高卫星性能。
 
　　据悉，这种电池涉及到两部分设计，一种是芯片上的设计，通过将几种物质分层堆叠而成；另一种设计涉及一个银色的后视镜，以增强光的吸收。并且由于长时间运行超薄电池盖玻片的需求也变得更少，因此在其他资源例如载重成本上，也能体现出明显的优势。
 
　　(参考资料来源：科技日报)
 
　　原标题：将光伏电池做薄 让卫星更持久

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