太陽能電池助力嫦娥登月

北京時間2日凌晨2點17分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，將中國探月工程二期的嫦娥三號月球探測器成功送入太空。嫦娥三號承擔著中國首次月球軟著陸和月面巡視勘察重任，是中國發(fā)射的第一個地外軟著陸探測器和巡視器，也是美國阿波羅計劃結(jié)束后全球重返月球的第一個軟著陸探測器。目前，全球只有美國、前蘇聯(lián)成功實施過13次無人月球表面軟著陸。

隨著凌晨02:19嫦娥三號探測器太陽能帆板成功展開，業(yè)內(nèi)關(guān)注人士，對于探測器太陽能電池帆板的關(guān)注，也逐漸匯焦。

航天器上的能源來源有三種：一是電池，二是核發(fā)電，三是太陽能。目前人類在太空的航天器搜集太陽能主要通過太陽能電池帆板也就是所說的太陽能電池陣，將太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能。

早期航天器上的太陽能電池陣是設(shè)置在航天器的外表面。

后來由于航天器用電量需求的增加，才發(fā)展為巨大的帆板的，而且這種帆板的面積不斷增大，發(fā)展到現(xiàn)在，多數(shù)已經(jīng)像翅膀一樣在航天器的兩邊展開，所以太陽能電池帆板又叫做太陽翼。太陽翼上貼有半導體硅片或砷化鎵片，靠它們將太陽光的光能轉(zhuǎn)換成電能。
國際空間站的桁架的兩端安裝了數(shù)對大型的太陽能電池帆板，它們是國際空間站動力和能源的主要提供裝置。

我國太陽能電池的研制最先就是應(yīng)用于航天方面的，在“實踐1號衛(wèi)星”的航天過程中首次使用。雖然經(jīng)歷了很多的挫折和失敗，但同時也得到了更多寶貴的經(jīng)驗。在1971年“實踐1號衛(wèi)星”成功發(fā)射，經(jīng)過8年的使用，硅太陽電池功率衰減也只有15%。

太陽能帆板組成

1.本體安裝的太陽能帆板：

本體安裝的太陽能帆板是各類太陽電池陣中最簡單的一個，主要用于很多早期較小型的衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般是功率要求比較低而且是自旋穩(wěn)定的。這種情況下的太陽能帆板的利用率很低，而且有最大輸出功率的限制，一般這種太陽能帆板的功率是50W到1000W。但是這種太陽能帆板相對于可展開的種類比較簡單，危險性小甚至沒有危險。

2.可展開的太陽能帆板：

一種是方位(相對于衛(wèi)星本體軸線)總是保持固定的太陽能帆板;另一種是通過驅(qū)動機構(gòu)或消旋平臺與衛(wèi)星連接，在衛(wèi)星沿其軌道運動時，能保持對太陽的定向的太陽能帆板。還有一種是是按照其安裝太陽能基板來分類的：剛性板和柔性板，它們主要是根據(jù)基板本身的物理性質(zhì)決定的，與太陽能帆板性質(zhì)無關(guān)。

在眾多種類中，剛性太陽能帆板是最常用的類型，這主要是因為它制造比較簡單可靠。然而剛性基板的質(zhì)量有時會很大，大功率的尤其如此。所以在1965年到1971年之間，雖然曾采取多種方式來減輕太陽能帆板的重量，但都以失敗告終。直到在新材料和新工藝有較大突破后，這種太陽能帆板才重新得到重視。

對于大功率要求來說，輕重量的柔性太陽能帆板就很有前途。但是其在收藏時不能提供功率，而且在裝卸和試驗期間很容易被破壞，它比剛性可展開的太陽能帆板復雜得多。