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9月17日10时40分,酒泉卫星发射中心执行发射任务,快舟十一号遥三运载火箭采用一箭双星模式,将天仪51星、天仪52星送入预定轨道,本次发射任务圆满成功。本次任务搭载了炎和科技自主开发的柔性钙钛矿光伏组件,随天仪52星进入太空,正式启动长期在轨监测,开展复杂空间环境下的适应性验证。这也是国内商业航天行业内,第一次完成柔性钙钛矿组件级全工况工程在轨试验,意味着柔性钙钛矿航天光伏技术,走出实验室,进入工程验证阶段。

直面极端太空环境,多维度考核组件综合性能
送入太空的柔性钙钛矿光伏组件,将持续面对低轨道严苛的综合环境考验。在轨期间,组件需要承受高真空、±100℃大范围温度循环、高能粒子辐照以及原子氧持续侵蚀等多重外部作用。试验将重点观测组件在热循环疲劳、粒子辐照衰减、机械振动等条件下的电力输出表现,同时检验线路连接可靠性与整体力学稳定性,各项核心运行指标会依托卫星遥测系统持续回传地面。
过去国内钙钛矿太空试验大多停留在小尺寸器件层面,偏向原理性科研探索。本次试验直接面向工程落地,聚焦完整组件与阵列的实际应用表现,从电学性能、连接可靠性、力学耐受能力三个工程维度开展系统性测试,补齐国内商业航天领域柔性钙钛矿光伏在轨实测数据空白。

炎和柔性钙钛矿光伏组件随天仪52星升空入轨
多种空间光伏技术各有优劣,钙钛矿具备独特潜力
空间光伏是卫星设备最核心的供电来源,电池的性能直接决定卫星载荷搭载能力、在轨服役周期以及星座组网的整体成本。目前航天领域已经形成多条成熟技术路线。三结砷化镓电池转换效率高,空间环境稳定性优异,是现阶段主流方案,但造价偏高。空间晶硅电池工艺成熟,成本更容易控制,短板在于转换效率偏低,同等功率条件下重量与体积更大。
钙钛矿光伏拥有更高的理论转换效率,产品轻薄且可弯折,能够有效减轻太阳翼重量,进而降低卫星发射成本。但该材料体系在太空复杂环境中长期运行的稳定性,还有大量未知问题需要验证,是商业航天下一代能源技术的重点探索方向。柔性钙钛矿太阳翼一旦实现工程化落地,将给低轨卫星、大型空间设施带来全新的供能方案。
建立失效机理数据库,持续布局多路线在轨验证
炎和科技联合创始人、首席技术官彭宗阳博士介绍,本次在轨试验核心目标,是建立空间环境因素和组件性能衰减、失效模式之间的对应关系,摸清柔性钙钛矿组件在太空环境下的失效底层机理。试验获取的数据,将用来优化材料配方、调整器件结构,支撑产品工程定型。
按照研发规划,公司将持续开展多批次在轨验证工作。在今年内,还会陆续推进柔性硅电池、钙钛矿/HJT叠层、钙钛矿/CIGS叠层电池,以及组件阵列、完整太阳翼产品的太空试验,搭建一套完整的空间光伏工程数据库。
补齐实测数据短板,助力天基能源技术产业化
国内钙钛矿光伏在实验室条件下的转换效率已经处于全球第一梯队。但长期以来,缺少真实太空环境下的工程可靠性数据,制约这项技术向航天场景转化。本次试验以及后续一系列在轨验证项目,将系统性填补前沿空间光伏实测数据缺口,加速柔性太阳翼产业化落地。
相关技术成熟之后,能够为低轨卫星星座、空间电站、深空探测等航天工程提供新一代能源方案,持续完善天基能源技术体系。柔性钙钛矿光伏的太空验证,不只是单一材料技术的突破,也为后续轻量化、高效率空间太阳翼的研发积累宝贵工程经验,推动航天能源装备技术持续迭代。 |