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日本研制出衛星用新型鈣鈦礦光伏電池,成本降至十分之一

據《日本經濟新聞》521日報道,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)與桐蔭橫濱大學的特聘教授宮坂力共同開發出了“鈣鈦礦型光伏電池”,可使人造衛星的光伏電池制造成本降至10分之1。

新電池可利用印刷技術輕松制造,由于很薄且能彎曲,衛星發射之后電池展開,可延展為巨大面積。計劃數年后在太空啟動實證試驗,將與理光等企業合作,力爭推動實用化。

民營企業的衛星和火箭開發日趨活躍,各企業通過使用民用家電零部件等措施,致力于低成本化。目前,衛星的光伏電池以硅等半導體類型為主流,但制造工序復雜,有時占到衛星成本的1成以上。

鈣鈦礦型光伏電池以具備鈣鈦礦晶體結構的特定物質等為基板印刷而成。能夠以低成本制造新一代光伏電池,有助于降低衛星制造成本。

研究團隊考慮到太空環境,采用了不易損壞的材料,并試制了小型太陽能電池。試驗以用在靜止衛星上為設想條件,在數小時內照射了10年分量的放射線,用以測試電池的耐久性。傳統光伏電池從光到電的轉換效率會降低約4成,而鈣鈦礦型僅降低約1成。

光伏電池的厚度將降至此前的100分之1,不到1微米(微米為100萬分之1)。體積小且能夠折疊,到達太空之后能夠展開。重量也降至此前的100分之1,有望推動發射成本的進一步降低。

但新電池的光電轉換效率目前僅為5%左右,今后將進行改善。研究團隊將試制大型電池板,設想在實際發射的環境下,調查在溫度變化和劇烈振動下等的耐久性。

 

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