关键字：光伏发电、别墅太阳能发电、薄膜太阳电池

 

在光伏发电领域，空间光伏发电系统指的就是太阳电池阵，作为航天器的主电源，其主要功能就是：在光照期把光能转换为电能，为航天器供电，在非光照期能够为贮能电源提供充电服务；目前，空间用光伏发电系统主要运用于空间光伏领域，在别墅太阳能发电运用得较少。一般而言，衡量空间太阳电池阵性能好坏的主要指标有输出功率、工作寿命、质量比功率、面积比功率、收拢体积及可靠度，在这些指标当中，质量比功率、面积比功率、收拢体积比功率是太阳电池阵的技术水平的直接反映。

 

1958年3月17日，太阳电池阵作为航天器供电电源的首次使用在美国发射的“先锋一号”卫星上，该事件开创了太阳电池阵空间应用的新阶段。“先锋一号”卫星太阳电池阵的6块太阳电池板安装在近似球形的卫星表面，每块太阳电池板上贴有18片尺寸为 2. 0 cmXO. 5 cm的P/n型硅太阳电池。

 

1971年3月，空间用光伏发电系统在国内首次使用，我国发射的第一颗科学实验卫星“实践一号”，就成功使用了我国自行研制的硅太阳电池阵。经过近50 年的发展，空间太阳电池阵技术得到了很大的进步。单体硅太阳电池从常规结构电池发展到紫光电池、背场太阳电池、绒面电池、背反射电池、背场背反射电池、背栅电池等众多种类，同时吗，光电转换效率也在不断提高。另外，化合物太阳电池也逐步从研究阶段发展到了大规模的空间应用。

 

目前，国内外航天器已广泛应用的三结砷化镓电池，平均效都超过28.6%。薄膜太阳电池因具备质量轻、成本低的特点，因此被认为是今后空间物理电源应用的首选，同时在别墅太阳能发电行业被普遍运用。 因此，很多实验室和研究机构都在努力研究如何提高薄膜太阳电池的性能？并使其更好地适合空间应用。

 

虽然，薄膜太阳电池被认为是今后物理电源的最佳选择，但是其技术远未发展成熟，想要实现空间应用还面临许多技术挑战。其中两个主要挑战是：1、性能的提高，主要是提高单位面积功率；2、空间应用的长期可靠性。

哈勃空间望远镜用太阳电池阵

目前在光伏发电行业中，批产化薄膜电池的性能与实验室研究水平之间是存在较大差距的，其主要原因为：大规模化生产引起的材料和器件性能下降。所以，产业化薄膜电池在性能方面还有待提高，相关的制造技术有待改进。

 

另外，薄膜电池的长期稳定性一直是人们研究的重点，因为薄膜电池在地面应用中曾出现过各种各样的问题：例如，非晶硅薄膜电池的光致效率会衰减；铜铟砸电池处在潮湿环境中性能的衰退；碲化镉电池的性能具有不稳定性；再者，应用于空间的薄膜电池需要经历高能粒子辐照，冷热温度交变，原子氧环境等特殊环境的考验，其组件的长期稳定性需要进一步考验。目前，通过改善材料性能以及采用多结电池结构，非晶硅薄膜电池的光致稳定性得到了很大改善。

 

太阳电池薄膜化和柔性化是未来光伏发电电池的主要发展趋势，不仅在空间飞行器动力电源应用上具有无可比拟的优势及良好的应用前景，而且在别墅太阳能发电行业中的居民房顶发电具有广阔的商业前景。