微型光伏电池DragonSCALES首次抵达太空

11 10月 2021

2021-10-11 07:10

近日，由MPower Technology开发的微型光伏电池DragonSCALES首次在小型卫星上实现绕地球运行。这是DragonSCALES首次进入低地球轨道，任务期间收集的数据将为验证产品在太空中的性能提供宝贵的反馈。

MPower Technology是一家位于美国新墨西哥州的科创公司，由前桑迪亚国家实验室科学家穆拉特・奥坎丹(Murat Okandan)创立，致力于便携式太阳能电池及系统的研发。

在过去的几十年中，太阳能技术取得了重大进展，低成本硅的使用开始呈爆炸式增长，并被广泛应用于住宅、商业和公用事业。

硅电池甚至一度进军太空，在太空中，卫星最初同样是由硅电池供电。早在20世纪50年代，美国就发射了一颗完全由太阳能驱动的卫星，实现了单硅晶太阳能电池在太空领域的首次应用，该卫星运行时间甚至长达7年之久。

1970年，中国空间技术研究院研制的“东方红一号”(Dong Fang Hong I)成功发射，这是中国自主研制的第一颗人造卫星，其中同样使用到太阳能电池。

为了进一步提高卫星的效率和能力，传统太阳能电池板最终被砷化镓技术取代。但是，新功能的需求迫使人们从未放缓对新型太阳能技术的研发。

据悉，SpaceX、亚马逊的“柯伊伯计划”等新的商业卫星项目正在筹备发射数千颗卫星，而砷化镓的成本和有限的供应能力已不能满足这些新需求。

另一方面，5G和其他通信技术的爆炸式增长正在催生新的物联网设备和传感器的出现，其中许多需要能量收集来支持自主操作。

在这种情况下，为远程离网应用提供电力的便携式、灵活且重量更轻的解决方案的需求激增，而DragonSCALES的诞生意味着人类克服了现有基于砷化镓解决方案的成本和供应限制，对新一代小型太阳能的构想正在成为现实。

据悉，DragonSCALES始于高效率、最先进的硅电池，mPower Technology与全球领先的研究机构合作，将单晶硅和其他先进结构应用于DragonSCALES架构。

“我们利用大规模的陆地硅光伏市场来最大限度地降低成本，同时打破了定制电池难以规模化的规则。DragonSCALES单元可以定制为任何形状和尺寸，因此可以轻松集成到任何设计中。”奥坎丹接受媒体采访时表示。

在创立mPower Technology之前，奥坎丹在桑迪亚国家实验室工作了16年，从而为现在的DragonSCALES奠定了基础。同时，他参与了大量的技术开发项目，从生物医学中的神经植入到极端传感器和太阳能系统，所有项目都利用了微系统和微制造技术。

2017年，奥坎丹展示了其在实验室开发的小型、轻便、灵活的太阳能电池技术原型。

DragonSCALES轻巧、灵活且具有高弹性，将硅光伏领域的最新进展与桑迪亚国家实验室的开创性研发相结合，为太阳能创造了全新的视角。无论是外太空的恶劣环境、最恶劣的陆地环境，还是最小的嵌入式传感器应用，DragonSCALES都能提供完全可定制、经济高效的解决方案，为广泛的太阳能应用创造全新的范例。

值得注意的是，在太空应用方面，该太阳能电池技术可通过在轨辐射恢复，最大限度地提高其在恶劣太空环境下的性能并延长使用寿命。

空间电力系统传统上由多结、高效的太阳能电池组成，但它们的成本非常高并且年生产能力有限。这两个限制对于商业空间的新时代来说是一个很大的问题。

DragonSCALES的独特之处不仅在于单元和模块架构，还在于它如何在面板阵列级别进行集成，从而最大限度地减少许多复杂且成本高昂的系统组装步骤。所有这些都是在提高可靠性和减少质量的同时完成的。