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我國太陽電池高空標定取得新突破一個氣球對深空探測做出大貢獻

發布時間:2019-01-22 16:29:12 來源:科普中國 責任編輯:caobo

近年來,高效多結太陽電池有了長足的發展,并廣泛應用于空間和臨近空間領域,是各種航天器和臨近空間飛行器的理想一次能源。而太陽電池的應用,與太陽電池空間標定技術是密不可分的。

我國太陽電池高空標定取得新突破一個氣球對深空探測做出大貢獻

圖 1 空間衛星用太陽電池,即太陽常數的概念。空間標定就是確定在AM0狀態下,太陽電池的短路電流或I-V曲線。

目前最常用的空間標定法包括如下幾種:衛星標定、火箭標定、氣球標定、飛機標定和高山標定。衛星標定一般都是實地驗證其它標定方法的一種手段,而不作為標定電池的方法,原因是太陽電池不能回收。火箭標定是飛行高度最高(250km)的一種標定方法,飛行高度比氣球高五倍多,這種方法成本高。高山標定和飛機標定比較容易實現,但二者達不到標準太陽光譜的條件,所以不是真實的AM0環境,在這種情況下得到的太陽電池性能參數有誤差,需要后續對測量值進行校準,這會導致其不確定度值增大。

世界各國宇航部門都非常重視太陽電池的空間標定工作,例如美國航宇局的劉易斯航天中心、馬歇爾航天中心、噴氣推進實驗室,歐洲空間局的歐洲空間研究與技術中心和法國空間技術中心等, 都根據自己的技術特點開展了氣球等在AM0條件下太陽電池標定以及地面實驗標定工作。

各種標定方法中高空科學氣球高空標定比較常用。99.5%的大氣在35km以下,在這個高度的上界,沒有灰塵,沒有水蒸氣,沒有主要的臭氧帶,因此這里的太陽光(考慮到硅太陽電池的光譜響應波長為0.35~1.1μm)基本上就是外層空間的太陽光,因此35km及以上的高空是標定AM0太陽電池合適的空間。高空科學氣球飛行高度可達20-40km,標定的光源狀態已非常接近理想的AM0狀態。

標簽: 太陽電池

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