一個英國研究人(ren)員團(tuan)隊正在(zai)研究用(yong)于太(tai)(tai)空陣列的(de)輕質(zhi)碲化鎘 (CdTe) 太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)器件。其(qi)目標是開發效率為 20% 的(de)超(chao)薄器件，為衛星和天(tian)基制(zhi)造應用(yong)提供輕便、緊(jin)湊、低成本的(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)。

來自斯旺西大(da)學和(he)拉(la)夫堡大(da)學的一組研(yan)究人員正在研(yan)究用(yong)(yong)于空(kong)間陣列的輕(qing)(qing)質碲化(hua)鎘(CdTe)太(tai)陽能(neng)電池技術。其(qi)目標是開發效(xiao)率為20%的超薄器件，為衛星和(he)太(tai)空(kong)制造(zao)應用(yong)(yong)提供輕(qing)(qing)便(bian)、緊湊的裝載、低成本的太(tai)陽能(neng)。

“我(wo)們的(de)(de)目標(biao)是(shi)(shi)AM0效(xiao)率(lv)20% 和1.6 kW/kg的(de)(de)電(dian)池特定(ding)功率(lv)，”斯旺西大(da)(da)學太(tai)(tai)陽能研(yan)究中心(xin)、集成(cheng)半(ban)導體材料中心(xin)(CISM)的(de)(de)Dan Lamb告(gao)訴 pv magazine，他(ta)指的(de)(de)是(shi)(shi)零空(kong)氣(qi)質量(AM0)，這(zhe)是(shi)(shi)地球(qiu)大(da)(da)氣(qi)層之外(wai)常用的(de)(de)標(biao)準光譜(pu)。“由于(yu)CdTe固有的(de)(de)輻(fu)射穩定(ding)性(xing)，這(zhe)將是(shi)(shi)一項強大(da)(da)的(de)(de)太(tai)(tai)空(kong)光伏技術，可以(yi)延(yan)長(chang)任務壽命，”他(ta)說(shuo)。

該集團的CdTe太陽能(neng)設計采用超薄、靈活的保護層，可用作基(ji)材和輻射(she)防護。“基(ji)于CdTe 的光伏層直接沉積在蓋(gai)板玻璃上，”Lamb 說，并指出這降低了傳統蓋(gai)板玻璃層壓的成本和重量。這種特種航天玻璃由位于英國的項目(mu)合作伙(huo)伴Teledyne Qioptiq提(ti)供(gong)。

據 pv magazine報道，斯旺西大學的(de)新型(xing) CdTe 技術在(zai)早期的(de)一(yi)(yi)個項目中在(zai)近地(di)軌道 (LEO) 中進行了數年的(de)測試(shi)。它(ta)是2016年發射的(de) AlSat-3N 2016U CubeSat 衛星上的(de)有(you)效載(zai)荷之一(yi)(yi)。

目前的項目規范旨在實(shi)現(xian)更高(gao)的效率和更大的規模(mo)，以及將硒整(zheng)合(he)到碲化(hua)(hua)(hua)鎘 (CdSeTe) 光伏中。此(ci)外，據(ju) Lamb 稱，最近與拉夫(fu)堡(bao)大學(xue)合(he)作的摻雜發射器(qi)項目將整(zheng)合(he)在一(yi)起(qi)，例如(ru)位(wei)于透明(ming)導電(dian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(TCO)和CdSeTe吸收層之間(jian)的高(gao)電(dian)阻率氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋅(xin)(ZnO)層，以及用于該器(qi)件的新(xin)型(xing)定制增透涂層。

新型CdTe太(tai)空太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)旨在用于(yu)具有“較(jiao)低積載體積”的(de)陣列。占用更(geng)少的(de)空間(jian)(jian)為 “新穎的(de)部(bu)署(shu)(shu)方(fang)法(fa)和應用提供了可(ke)(ke)(ke)能(neng)性(xing)”。他們指(zhi)出，這些功(gong)能(neng)還可(ke)(ke)(ke)能(neng)有助于(yu)降低發射成本，并有可(ke)(ke)(ke)能(neng)在太(tai)空中實現(xian)更(geng)長時間(jian)(jian)的(de)部(bu)署(shu)(shu)。

其它(ta)目標(biao)包括使用低成本、大批(pi)量生產技(ji)術來支持對(dui)太(tai)空衛星和(he)任(ren)務的快速增長的需(xu)求。此外，還尋(xun)求更深(shen)入地了(le)解(jie)(jie)材(cai)料和(he)整個(ge)器件(jian)架構的輻射穩定性。“與(yu)此同(tong)時，我們正在努力(li)發展一種技(ji)術經(jing)濟學理(li)解(jie)(jie)，即如何(he)以 CdTe 為基礎的光伏(fu)器件(jian)具(ju)有競爭力(li)地制造(zao)用于太(tai)空，以及它(ta)最適合哪些太(tai)空應用，”Lamb 說(shuo)。

研(yan)究人員將 CdTe 電池(chi)(chi)作為一種更輕、更便宜、抗輻射(she)能力強的替代技術，與多結太陽(yang)能電池(chi)(chi)相比(bi)，多結太陽(yang)能電池(chi)(chi)目前因其高效率而主導著太空市場，但“制造復雜(za)且(qie)成本高，限制了可擴展性(xing)”。

這(zhe)項為(wei)期三年的(de)合(he)作(zuo)得到了英(ying)國研(yan)究(jiu)與創新 (UKRI) 旗下工(gong)程與物理科學研(yan)究(jiu)委員(yuan)會 (EPSRC) 的(de)支持，包(bao)括來自斯旺西 CISM 和拉夫堡(bao)可(ke)再生能源系統(tong)技術中(zhong)心(xin) (CREST) 的(de)團(tuan)隊，以及(ji)六個工(gong)業(ye)合(he)作(zuo)伙(huo)伴，包(bao)括加拿(na)大的(de)高(gao)純度材料供應商(shang) 5N Plus、CTF Solar在(zai)德國，與英(ying)國公(gong)司合(he)作(zuo)，包(bao)括制造技術中(zhong)心(xin)、衛星(xing)應用 Catapult、Teledyne Qioptiq 和金屬(shu)有機化學氣相沉積 (MOCVD) 工(gong)具供應商(shang) Aixtron。