当前全球航天领域面临能源供给的关键挑战,传统刚性太阳能电池受限于重量大、可塑性差等缺陷,难以满足深空探测等长期任务需求。
尤其在极端太空环境中,现有光伏设备普遍存在光电转换效率衰减快、抗辐射能力不足等问题。
苏州大学张晓宏教授团队通过材料创新与结构优化,将晶硅与钙钛矿两种光电材料以叠层方式复合。
实验数据显示,这种新型结构能同时捕获紫外至红外波段的太阳光谱,较单层电池提升能量吸收范围达40%以上。
更为关键的是,团队通过界面钝化技术攻克了钙钛矿材料在真空环境下的稳定性难题,使电池在模拟太空条件下连续工作1000小时后仍保持90%以上初始效率。
该技术的突破性进展具有多重战略意义:其一,为在轨航天器减轻约30%供电系统重量,显著提升载荷能力;其二,其柔性特质可适配卫星折叠翼等异形结构,拓展太空设施设计空间;其三,地面测试表明,该技术同样适用于极地、沙漠等恶劣环境,为未来建设全域能源网络提供可能。
行业专家指出,此次突破标志着我国在第三代光伏技术领域已形成自主知识产权体系。
据国家航天局规划,该技术将优先应用于2025年发射的新一代遥感卫星群。
市场分析预测,随着量产工艺的成熟,柔性光伏产业规模有望在2030年突破千亿元。
能源问题既是航天工程的“生命线”,也是先进制造与材料科学的综合考题。
叠层柔性太阳能电池在效率与稳定性上的新突破,体现了我国在前沿光伏技术领域持续攀登的能力。
面向未来,唯有坚持问题导向、强化可靠性验证、打通从科研到应用的关键环节,才能让更多原创成果在重大工程与产业升级中转化为可持续的现实生产力。