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冲破国外垄断 中国企业太阳能芯片将颠覆小型卫星制造业

日前,汉能旗下美国子公司Alta Devices(阿尔塔设备公司)宣布将扩大砷化镓太阳能电池生产规模,以满足市场对小型卫星(SmallSat)日益增长的巨大需求。数据显示,全球将在未来十年内发射数以万计的低地球轨道(LEO)小型卫星。这些小型卫星都将依靠太阳能发电提供能源。汉能Alta Devices制备的柔性砷化镓薄膜太阳能电池具有独特的优势和潜力,能够有效满足小型卫星的特定需求,助力小型卫星市场的爆发。

图:美国联邦通信委员会预计,未来十年内将发射数以万计的低地球轨道(LEO)小型卫星,以构建低地轨道卫星网络

太阳能电池是小型卫星中最贵的硬件组件之一。汉能Alta Devices现已开发出专有设备,支持砷化镓薄膜太阳能电池的规模化生产。未来几年,汉能Alta Devices计划通过其位于美国加州Sunnyvale的工厂和国际制造工厂总共生产数十兆瓦的太阳能电池。与同行业相比,汉能Alta Devices独特的技术与设备优势,有利于实现太阳能电池的规模化生产,大幅降低单个SmallSat卫星的成本。

汉能Alta Devices生产的柔性砷化镓太阳能电池芯片具有轻、薄、柔等特性,能用于可折叠、扁平式和充气式等更有创造性的结构设计中,支持更加紧凑的大功率太阳能电池阵列设计,满足高速低地轨道通信卫星所需能量。

传统的亚搏体育app官网组件(PVA)由数百乃至数千个小型太阳能电池组成,单个电池都采用玻璃层封装防护,电池之间通过金属焊缝相连,而且要填充隔离以防止电气电弧和来自空间环境的侵扰。相比之下,汉能Alta Devices的产品由10到100倍大的柔性电池单元组成,无需玻璃封装,这不仅消除了电池破损事故,降低了成本,也免除了电气连接裸露风险。同时,有别于传统的单个电池或CIC(玻璃封装互联电池)安装方式,汉能Alta Devices太阳能电池采用的是大面积、高容量真空粘接工艺,实现与客户基材的粘接。

总体而言,与传统的空间太阳能电池相比,在太阳能转换效率、电池组重量、电池耐用性、部署速度和成本等因素的平衡上,汉能Alta Devices技术与产品为低地轨道卫星制造商提供了更优的解决方案。

根据美国联邦通信委员会发布的资料显示,预计不久将部署超过15,000个低地轨道小型卫星,用于通信、科学研究、遥感和新技术开发等领域。汉能Alta Devices与卫星、航空航天等高附加值领域合作由来已久。今年4月,由汉能Alta Devices太阳能电池提供能源支持的60多个ThinSats小型卫星,从美国宇航局(NASA)位于弗吉尼亚州的瓦洛普飞行中心(Wallops Flight Facility)成功发射升空。目前,汉能Alta Devices正在与多家顶级卫星制造商合作,将其领先的太阳能电池技术应用到近期的发射任务中。

汉能集团高级副总裁、汉能Alta Devices首席执行官丁健表示:“目前我们已经在高空长航时无人机(HALE UAV)和高空伪卫星(HAPS)市场确立了优势地位,还将继续以独特的领先技术致力于服务低地轨道卫星项目。我们相信Alta Devices的解决方案能够有效满足这个快速增长的市场所需。”

目前,汉能Alta Devices制备的砷化镓双结薄膜电池最高转换率达到31.6%,单结电池最高转换率达到29.1%,单结量产组件转换率达到25.1%,保持全球领先水平。此外,汉能Alta Devices两位联合创始人Eli Yablonovitch教授和Harry Atwater教授分别于2017年及2019年获得代表业内最高级别学术奖项的William R. Cherry奖。

据了解,汉能Alta Devices可提供世界上最高效、最薄和最灵活的移动能源技术,将任何类型的光转换成电能,从而扩展了系统能源供应,并在许多情况下完全替代了传统电源。该解决方案可以完全集成到终端系统中,非常适用于小型卫星、无人系统、消费电子产品、传感器、汽车、远程探索或任何尺寸、重量的移动载体。

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