神舟九号成功发射 砷化镓太阳能电池引关注

搭载着3位航天员的神舟九号飞船，昨天下午与在轨运行的天宫一号目标飞行器顺利“牵手”。

　　为了这次“牵手”，神舟九号不仅增加了对接机构，还搭载了三名航天员。与此同时，飞船的返回舱、推进舱内，也增加了不少新设备，大大增加了电力的消耗。要满足巨大的消耗，科研人员就在飞船的太阳能“翅膀”上动起了脑筋，采用了一种名为三结砷化镓的新型太阳电池。

　　这种新型的太阳电池，正受到许多光伏企业的关注。面对晶硅电池原材料震荡、“双反”调查影响，光电转换效率更高的电池，或许将是走出“光伏寒冬”的技术解决途径之一。

　　新型电池为神九提供更多电力

　　神九电源系统共有三种电源，即太阳电池帆板、镉镍蓄电池、应急电池。太阳电池帆板就是飞船外部的一对大“翅膀”， 太阳电池在这对“翅膀”上通过串并联方式组成一个太阳电池阵，在能够接受到太阳光照的时候，为飞船的负载供电，同时为蓄电池充电，在阴影期，就通过蓄电池为负载供电。

　　从神一到神六，飞船的“翅膀”上采用的都是硅太阳电池，但神九采用了三结砷化镓电池后，光电转化效率提高了50%以上。从而在与神七同样面积的太阳能帆板上，使所发出的电能增加了50%以上。

　　根据维基百科的资料，砷化镓是重要的半导体材料，被用来制作微波集成电路、红外线发光二极管、半导体激光器和太阳电池等，特别是在航天领域，砷化镓电池的应用更为普遍，探测火星表面的精神号和机会号机器人，采用的都是这种电池。

　　晶体硅太阳电池或者单结砷化镓太阳电池，只能吸收特定光谱范围的太阳光，其转换效率不高。而多结砷化镓太阳电池，就是通过不同材料层的叠加，使其分别选择性地吸收和转换太阳光谱的不同子域，就可以大幅度提高太阳电池的光电转换效率。

　　三结砷化镓电池已经不是第一次出现在中国航天计划中，中星10号卫星、神舟八号无人飞船、天宫一号，都应用了三结砷化镓电池。

　　光伏市场期待航天技术“落地”

　　太阳能光电转换率是太阳能光伏电池的核心技术指标之一，为航天事业贡献动力之源的砷化镓电池，能否应用到民用光伏发电市场上呢？

　　浙江省太阳能行业协会秘书长沈福鑫说，现在太阳能电池的主流产品是晶硅电池，属于第一代太阳能电池，而砷化镓、碲化镉等第二代太阳能电池，转换效率更高，正在日益受到光伏行业的重视。

　　目前，为神九提供生命之源的中国电子科技集团公司第十八研究所，正在把三结砷化镓太阳电池应用于地面的工作，通过减小电池的面积，用聚光材料把数百倍的太阳光聚焦到非常小的电池片上，来减少成本。此外还需要一个对日跟踪装置，追随阳光的踪迹，在聚光条件下光电转换效率可达到40%。三结砷化镓太阳电池外延片及芯片，也是厦门乾照光电(300102)的主要业务之一，公开资料显示，乾照光电生产的地面聚光太阳芯片目前已实现批量生产。

　　此外，记者在杭州海外人才网上注意到，在留学人员海外项目中，就有高效率聚焦型砷化镓太阳能光伏发电系统，项目已处于产业化阶段，已掌握生产高聚焦型太阳能光伏转换芯片，接收器和模组的技术，其参数性能基本接近美国最高水平，目前正在用自制的太阳能高聚焦模组开发成小型模拟系统。

　　“此前我们也和拥有这方面技术的海归人才接触过，杭州也有一家企业在尝试进行砷化镓电池的研发。”沈福鑫说，“不过，目前三结砷化镓太阳电池工艺复杂、生产成本还非常高，还要解决很多问题，所以暂时难以进入大规模推广阶段。在未来几年，聚光型砷化镓太阳电池的地面应用，可能会逐渐进入快速增长过程。”