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从低地到月球轨道:Yim的太空太阳能电池

视图: 0     作者:网站编辑发布时间:2025-06-19来源: 地点

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在快速发展的太空探索领域,任务成功很关键的组成部分之一是可靠且高效的电源。 太空太阳能电池 已成为航天器、卫星和探测器发电的支柱。这些专用太阳能电池经过精心设计,能够承受太空的恶劣条件,同时提供连续、高效的能量转换。

上海Yim机械设备有限公司(YIM)站在这项技术的很前沿,为全世界都在全球范围内提供广泛的轨道和深空任务提供了先进的太阳能电池。从低地球轨道(LEO)卫星到月球流浪者,Yim的解决方案为许多成功的任务提供了动力,表现出了出色的耐用性和性能。


什么是太阳能电池?

太阳能电池是专门设计的光伏设备,用于超越地球大气层。与地面太阳能电池板不同,这些细胞面临着独特的挑战,例如强烈的辐射,真空,极端温度以及发射和轨道操纵的机械应力。

三结GAAS技术

Yim产品阵容的核心是三连杆砷(GAAS)太阳能电池技术。这种复杂的设计层分层三种半导体材料 - 磷化甘油(GainP2),砷化甘然(GAAS)和锗(GE) - 每种都调节以吸收不同的阳光波长。这种多开关结构显着提高了太阳能电池的总体效率,从而使其可以将较大的阳光转化为可用的电力。

三连杆GAAS细胞的关键优势

  • 高转化效率: 这些细胞通常超过30%,比常规硅细胞捕获更多的太阳能,这是功率约束的航天器的重要优势。

  • 辐射抗性: 所使用的材料固有地抵抗了从高能颗粒和宇宙射线中降解的降解。

  • 轻巧紧凑: 砷化镓太阳能电池具有卓越的功率重量比,可降低发射成本并实现更紧凑的航天器设计。


太空中的环境挑战

空间是一个无情的环境,太阳能电池的工作条件因航天器的轨道或目的地而定。

低地球轨道(狮子座)

Leo轨道中的卫星在地面表面160优2,000公里之间。他们大约每90分钟就会经历阳光和黑暗的快速循环,这会对太阳能电池板进行重复的热循环。温度变化可能是极端的,从地球阴影中的约-150°C到阳光直射的 +120°C。此外,尽管地球的磁层提供了一些保护,但狮子座中的太阳能电池仍然面临着显着暴露于辐射和带电的颗粒。

地静止地球轨道(GEO)

位于地理轨道上的卫星在大约35,786公里处保持固定在地球赤道上的一个点上。这些卫星几乎享有恒定的阳光,但必须承受更高的辐射强度,因为它们不在地球磁场的大多数保护层之外。 GEO的热环境比LEO中的热环境更稳定,但需要长期的任务寿命,通常超过15年。尽管累积辐射损伤和温度应力,这需要太阳能电池才能保持其性能。

月球轨道和表面

月亮给太阳能发电带来了独特的挑战。月球任务面临着漫长的夜晚,持续长达14天,需要与太阳阵列一起储存解决方案。月球表面的温度波动范围从夜间大约-173°C到白天 +127°C。此外,月尘具有高度磨蚀性,会随着时间的流逝而降解太阳能电池板表面。因此,专为月球任务设计的太阳能电池必须具有可靠的耐用性和晚期环境阻力。


太阳能电池

Yim的太阳能电池用于不同的轨道

YIM开发了量身定制的太阳能电池解决方案,可满足不同轨道和环境中任务的特定需求。

低轨应用

Yim的SC-3GA-1系列专门针对狮子座的严格需求进行了设计。太阳能电池和组件设计为:

  • 处理快速热循环而不降解。

  • 尽管经常蚀,保持稳定的产量。

  • 提供适合小型卫星和立方体的紧凑,轻巧的解决方案。

这些特性使 YIM 的太阳能电池成为近地轨道地球观测、电信和科学任务的首选。

地理应用

对于GEO卫星,YIM提供SC-3GA-4系列,强调长期耐用性和抗辐射性。特点包括:

  • 转化效率大于32%。

  • 增强封装以防止持续的辐射暴露。

  • 经过大量测试验证,使用寿命更长。

该系列支持通信卫星,天气监测和导航系统,需要多年来需要一致的高输出太阳能。

月球轨道和表面应用

Yim的柔性GAAS太阳能电池和模块化面板是可月球任务的理想选择:

  • 对流动站和着陆器设计限制的适应性。

  • 抵抗磨蚀性月球尘埃和极端温度循环。

  • 高效率,可在有限的日照时间内更大限度地捕获能量。

凭借这些能力,YIM 正在积极支持当前和未来的月球探测项目。


创新:模块化和灵活的太阳能电池板

YIM正在开创模块化和灵活的太阳能电池板技术,可为任务计划者提供更多的多功能性。

模块化太阳能电池板

模块化面板可以根据特定的功率需求进行扩展或重新配置,从而为各种航天器尺寸和功率预算提供量身定制的解决方案。这种模块化有助于更轻松地集成和潜在的在轨维修或升级。

柔性GAAS太阳能电池

灵活的电池提供了设计自由度,允许面板折叠以便发射并在太空中部署。该技术减少了装载体积和重量,这是经济高效发射的关键因素,并能够集成到具有复杂形状的航天器上。


质量和测试

力保空间的可靠性需要严格的制造和测试协议。

激光焊接和互连

Yim利用优质激光焊接在太阳能电池之间建立强,低电阻的互连。此方法可力保太阳能阵列可以承受发射振动和苛刻的热循环。

热真空和辐射测试

太阳能组件进行热真空(TVAC)测试,以模拟空间的真空和温度极端。辐射测试评估太阳能电池在长期暴露于能量颗粒的情况下的降解,从而力保长期任务成功。

符合国际标准

Yim的太阳能电池符合严格的航空航天标准,例如ECSS E-ST-20-08C,力求其性能和可靠性符合全球任务要求。


结论

从低地球轨道任务到月球探索,Yim的太空太阳能电池在其出色的效率,耐用性和适应性方面脱颖而出。 YIM利用优质三舱GAAS技术与模块化和灵活的设计和严格的测试相结合,力保在很苛刻的空间环境中可靠发电。随着太空探索的进一步企业和任务变得越来越复杂,Yim的创新太阳能解决方案将继续在为人类的旅程推动地球以外的过程中发挥优关重要的作用。

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上海YIM航天电源专业供应中国航天集团(CASC)航天太阳能电池产品。上海YIM的主要任务包括...的设计、供应、测试和新产品研究。

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