美國新型3D太陽能電池將進(jìn)行空間站測試

佐治亞理工學(xué)院開發(fā)的一種新型三維太陽能光伏電池設(shè)計很快就會登上國際空間站進(jìn)行第一次太空測試。

7月18日，包含18個測試太陽能電池的實(shí)驗光伏組件被送到國際空間站，將安裝在空間站的外側(cè)，研究電池的性能以及其承受空間站嚴(yán)酷性的能力。

除了測試三維格式，組件還將研究一種低成本銅 - 鋅 - 錫 - 硫(CZTS)太陽能電池制劑。

總之，發(fā)送到國際空間站的組件包含四種光伏設(shè)備：基于傳統(tǒng)碲化鎘的3D電池，基于CZTS材料的3D電池，佐治亞理工學(xué)院生產(chǎn)的傳統(tǒng)平面太陽能電池，以及基于CZTS的平面太陽能電池。

此實(shí)驗將在從美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空的SpaceX Falcon9火箭上進(jìn)行。

佐治亞技術(shù)研究所(GTRI)首席研究工程師兼喬治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程的客座教授Jud Ready表示：“我們想看看3D太陽能電池的捕光性能，以及他們?nèi)绾雾憫?yīng)空間站的苛刻條件。”

3D太陽能電池全方位捕光

還將對溫度進(jìn)行測試，因為溫度會對太陽能電池性能造成影響。將微型碳納米管涂抹上光吸收劑，可從任意角度捕光，無需機(jī)器設(shè)備再將光伏組件對準(zhǔn)太陽。

光吸收劑利用地球上資源豐富的材料

CZTS電池制劑使用地球上資源豐富的材料生產(chǎn)光吸收劑，比稀土元素例如銦、鎵和硒價格低一千倍。

CZTS光伏材料的一個優(yōu)點(diǎn)是其電子能帶結(jié)構(gòu)。CZTS是一種直接帶隙材料。在半導(dǎo)體物理學(xué)中，這意味著輸入的太陽光子能夠直接發(fā)射電流產(chǎn)生電子。3D技術(shù)將會提高光子被轉(zhuǎn)換成電子空穴對從而產(chǎn)生移動電荷載體的可能性。