9月15日（農(nóng)歷丙申年中秋節(jié)）22時(shí)04分09秒，我國長征二號FT2火箭搭載天宮二號正式點(diǎn)火發(fā)射！浩瀚星辰的征途已經(jīng)開啟！太空，中國天宮二號來了！

將于2020年實(shí)現(xiàn)的中國國際空間站假想圖，供電系統(tǒng)來著光伏系統(tǒng)

今夜，隨著天空二號成功發(fā)射，光伏發(fā)電系統(tǒng)再次成為大家關(guān)系的話題之一。一方面，太陽能光伏系統(tǒng)在我國開始開規(guī)模建設(shè)，另一方面民用分布式市場在我國也取得了一定的市場份額。由于成本快速下降和國家大力支持光伏發(fā)展，現(xiàn)在光伏已不是遙不可及的“航天科技”，在我國絕大多數(shù)地區(qū)，光伏的發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到0.8元每度以下，剛剛山西光伏項(xiàng)目投標(biāo)價(jià)格已低至0.61元每度，并且光伏發(fā)電沒有后續(xù)的碳排放和污染，是非常環(huán)保的清潔電力。

與現(xiàn)在主力的光伏系統(tǒng)技術(shù)不同，縱觀全球空間站使用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大多由砷化鎵太陽能技術(shù)制成，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率可達(dá)30%以上。而目前市場上的具有商業(yè)應(yīng)用的晶體硅光伏系統(tǒng)效率一般為14.5%至21%左右。非晶硅薄膜系統(tǒng)在7%至10%左右。

昨日下午，中國載人航天工程辦公室副主任武平在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心舉行的天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室飛行任務(wù)新聞發(fā)布會上透露：“天宮二號主要目的是接受神舟十一號載人飛船的訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)；接受天舟一號貨運(yùn)飛船的訪問，考核驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)；開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間應(yīng)用技術(shù)，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等試驗(yàn)”。

天宮二號兩側(cè)均為太陽能光伏系統(tǒng)

據(jù)悉，天宮二號是我國第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長10.4米，最大直徑3.35米，太陽翼（光伏系統(tǒng)）展寬約18.4米。天空二號重8.6噸，設(shè)計(jì)在軌壽命2年，在天宮一號目標(biāo)飛行器備份產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，為滿足推進(jìn)劑補(bǔ)加驗(yàn)證試驗(yàn)需要，對推進(jìn)分系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性改造；為滿足中期駐留需要，對載人宜居環(huán)境進(jìn)行了重大改善，具備支持2名航天員在軌工作、生活30天的能力。

天宮二號升空進(jìn)入預(yù)定軌道光伏系統(tǒng)帆板展開

據(jù)資料介紹，砷化鎵太陽能GaAs太陽電池的發(fā)展是從上世紀(jì)50年代開始的，至今已有已有50多年的歷史。1954年世界上首次發(fā)現(xiàn)GaAs材料具有光伏效應(yīng)。在1956年，LoferskiJ.J.和他的團(tuán)隊(duì)探討了制造太陽電池的最佳材料的物性，他們指出Eg在1.2～1.6eV范圍內(nèi)的材料具有最高的轉(zhuǎn)換效率，GaAs單結(jié)太陽電池的效率可達(dá)27%。

國際空間站上的太陽能光伏系統(tǒng)

20世紀(jì)60年代，Gobat等研制了第1個(gè)摻鋅GaAs太陽電池，不過轉(zhuǎn)化率不高，僅為9%～10%，遠(yuǎn)低于27%的理論值。20世紀(jì)70年代，IBM公司和前蘇聯(lián)Ioffe技術(shù)物理所等為代表的研究單位，采用LPE技術(shù)引入GaAlAs異質(zhì)窗口層，降低了GaAs表面的復(fù)合速率，使GaAs太陽電池的效率達(dá)16%。不久，美國的HRL(HughesResearchLab)及Spectrolab通過改進(jìn)了LPE技術(shù)使得電池的平均效率達(dá)到18%，并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，開創(chuàng)了高效率砷化鎵太陽電池的新時(shí)代。

從上世紀(jì)80年代后，GaAs太陽電池技術(shù)經(jīng)歷了從LPE到MOCVD，從同質(zhì)外延到異質(zhì)外延，從單結(jié)到多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)的幾個(gè)發(fā)展階段，其發(fā)展速度日益加快，效率也不斷提高，目前實(shí)驗(yàn)室最高效率已達(dá)到50%（來自IBM公司數(shù)據(jù)），產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率可達(dá)30%以上。再我國，目前已有多家企業(yè)掌握砷化鎵太陽能電池技術(shù)，量產(chǎn)效率達(dá)到29％以上，由于成本原因，目前市場上選用砷化鎵產(chǎn)品的用戶較少。此外，由于砷化鎵原料制備和儲量問題，長期看主流的光伏系統(tǒng)仍為晶體硅材料。