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日本研制出卫星用新型钙钛矿光伏电池,成本降至十分之一

据《日本经济新闻》521日报道,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与桐荫横滨大学的特聘教授宫坂力共同开发出了“钙钛矿型光伏电池”,可使人造卫星的光伏电池制造成本降至10分之1

新电池可利用印刷技术轻松制造,由于很薄且能弯曲,卫星发射之后电池展开,可延展为巨大面积。计划数年后在太空启动实证试验,将与理光等企业合作,力争推动实用化。

民营企业的卫星和火箭开发日趋活跃,各企业通过使用民用家电零部件等措施,致力于低成本化。目前,卫星的光伏电池以硅等半导体类型为主流,但制造工序复杂,有时占到卫星成本的1成以上。

钙钛矿型光伏电池以具备钙钛矿晶体结构的特定物质等为基板印刷而成。能够以低成本制造新一代光伏电池,有助于降低卫星制造成本。

研究团队考虑到太空环境,采用了不易损坏的材料,并试制了小型太阳能电池。试验以用在静止卫星上为设想条件,在数小时内照射了10年分量的放射线,用以测试电池的耐久性。传统光伏电池从光到电的转换效率会降低约4成,而钙钛矿型仅降低约1成。

光伏电池的厚度将降至此前的100分之1,不到1微米(微米为100万分之1)。体积小且能够折叠,到达太空之后能够展开。重量也降至此前的100分之1,有望推动发射成本的进一步降低。

但新电池的光电转换效率目前仅为5%左右,今后将进行改善。研究团队将试制大型电池板,设想在实际发射的环境下,调查在温度变化和剧烈振动下等的耐久性。

 

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