月球車「玉兔」太陽能電池片揚州造 薄如紙片外穿20多層"護甲"

2020-11-26 索比光伏網

　中國首輛

月球車

「

玉兔

」號的動力來自於其兩側緩緩打開的太陽能帆板，其核心——太陽能

電池片

由揚州企業生產！昨日，揚州晚報記者來到位於市經濟技術開發區的揚州乾照光電有限公司探秘。據了解，該公司研發生產的砷化鎵太陽能電池片打破國外企業壟斷，成為國內唯一一家向航空領域提供該電池片的民營企業。

　　A.「玉兔」電池片啥模樣？

巴掌大圓形外延片切割而成

在乾照光電，20多臺德國全新進口的儀器中，記者看到了巴掌大圓形的砷化鎵太陽能外延片。工作人員小心翼翼打開蓋子，讓記者一看端倪。

「別小看這一小塊電池片，『玉兔』號月球車上的太陽能電池片就是用這種外延片進行切割而成的，會根據要求切割不同的大小。」揚州乾照光電總經理助理張雙翔向記者介紹，很多人都注意到了「玉兔」號月球車可自動打開的太陽能帆板，上面的電池片和這個是一樣的。

「太陽能帆板是一個組件，由不同的企業生產，核心就是太陽能電池片，這完全是由我們生產的。」張雙翔告訴記者，他們將太陽能電池片按照要求切割好後，送到上海空間電源研究所——對方是專業承擔「星、箭、彈、船、（探測）器」及其他特殊設備用電源系統、控制設備的研究、設計製造和試驗任務的企業。

　　B.「玉兔」為何青睞揚州電池片？
光轉換率比一般電池組件高近一倍

「相比單晶矽、多晶矽，砷化鎵太陽能電池片的轉換率要高出許多，當然成本也高很多。」張雙翔說，「玉兔」號月球車的太陽能電池板的光轉換率在34%左右，而一般市場上的晶矽電池組件在20%左右。

「玉兔號月球車設計質量只有140千克，除了太陽能電池板，還要搭載很多儀器。」航空衛星發射可謂「寸土寸金」，提供能源的太陽能電池板固然重要，但如果太重的話，就要降低其他分析儀器的重量。「在業內有一公斤重量的發射成本等同於甚至高於一公斤黃金的說法，所以，比晶矽太陽能電池板轉換率高的砷化鎵太陽能電池片，就佔據優勢了。」

　　C.揚州電池片有啥「秘密武器」？

20多層「護甲」保駕護航，仍薄如紙片

「當然，光是轉換率高還不行，還需要通過層層測試，尤其是要進行抗輻照試驗合格。」張雙翔說，外太空環境比大氣層包圍之下要嚴峻很多，玉兔號月球車就要能夠耐受月球表面真空、強輻射、-180℃到150℃極限溫度等極端環境。

「外太空沒有大氣層，中子射線、離子射線等等各樣的輻射都有，這對太陽能電池片的損傷特別大，如果電池片的設計和製造不到位，在太空用一年就報銷了，但我們的電池片可以用10年。」

為了保障電池片的安全，乾照特別為其設計了20多層「護甲」，過濾各樣的太空輻射。「電池片內含有20多層過濾層，每一層阻擋一種破壞性的射線，但同時保證有效射線的通過。這樣的設計是我們獨家技術，也是保證產品可靠性的關鍵。」

身披層層黃金甲的電池片，實際上依然輕巧。「一層電池片只有0.2毫米，薄如紙片。」張雙翔說，這些都是充分考慮到航天發射的要求，專門為了「玉兔」號特別設計的。

　D.這是揚州電池片首次「上天」嗎？

2010年至今最少已經提供上萬片

「我們這項技術的研發，也打破了國外企業的壟斷。」張雙翔表示，由於航空用電池片技術要求高，目前全球只有4家公司能夠生產，國內僅乾照光電一家企業。「德國、日本、美國各有一家公司能做，中國只有我們能做這樣的電池片。以前是國外企業壟斷，現在中國人的衛星能用自己生產的太陽能電池片了。」

據悉，從2010年開始，該公司持續向國內航天航空機構提供太陽能電池片。張雙翔自豪地向記者介紹，他們不僅參與了玉兔，也參與了不少其他空間計劃。2010年至今，最少已經提供上萬片太陽能電池片。現在天上不少飛著的衛星，說不定就有我們揚州生產出來的電池片。

　　E.我們能否「嘗鮮」航天電池片？
能上天，也能入地，主要解決成本

「這種技術不僅能上天也能入地，通過我們後期改進，尤其是加了凸透鏡之後，使得光轉換率達到40%。」張雙翔向記者介紹，與晶矽太陽能電池板相比，砷化鎵電池組件可以進行聚光發電，就是在凸透鏡或拋物面鏡把太陽光聚焦到幾倍、幾十倍，或幾百倍甚至上千倍，然後投射到太陽電池上。

目前，採用聚光太陽電池技術的砷化鎵太陽能電站已經在國內應用。「前段時間，我們的電池片用於黃河水電發電項目聚光式光伏發電站，雖然只有5兆瓦，但也算小試牛刀。」

「雖然砷化鎵電池片有技術上的優勢，現在要解決的就是成本問題。」張雙翔坦言，目前砷化鎵電池片的成本也是晶矽電池的兩倍，「上天」貴在「輕」，「入地」民用則更多是成本問題。

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