英国研究人员为太空应用开发新型碲化镉光伏板

一个英国研究人员团队正在研究用于太空阵列的轻质碲化镉 (CdTe) 太阳能器件。其目标是开发效率为 20% 的超薄器件，为卫星和天基制造应用提供轻便、紧凑、低成本的太阳能。

MOCVD 沉积的高度均匀的 CdTe 光伏薄膜 图片来源： Loughborough University

来自斯旺西大学和拉夫堡大学的一组研究人员正在研究用于空间阵列的轻质碲化镉(CdTe)太阳能电池技术。其目标是开发效率为20%的超薄器件，为卫星和太空制造应用提供轻便、紧凑的装载、低成本的太阳能。

“我们的目标是AM0效率20% 和1.6 kW/kg的电池特定功率，”斯旺西大学太阳能研究中心、集成半导体材料中心(CISM)的Dan Lamb告诉 pv magazine，他指的是零空气质量(AM0)，这是地球大气层之外常用的标准光谱。“由于CdTe固有的辐射稳定性，这将是一项强大的太空光伏技术，可以延长任务寿命，”他说。

该集团的CdTe太阳能设计采用超薄、灵活的保护层，可用作基材和辐射防护。“基于CdTe 的光伏层直接沉积在盖板玻璃上，”Lamb 说，并指出这降低了传统盖板玻璃层压的成本和重量。这种特种航天玻璃由位于英国的项目合作伙伴Teledyne Qioptiq提供。

据 pv magazine报道，斯旺西大学的新型 CdTe 技术在早期的一个项目中在近地轨道 (LEO) 中进行了数年的测试。它是2016年发射的 AlSat-3N 2016U CubeSat 卫星上的有效载荷之一。

目前的项目规范旨在实现更高的效率和更大的规模，以及将硒整合到碲化镉 (CdSeTe) 光伏中。此外，据 Lamb 称，最近与拉夫堡大学合作的掺杂发射器项目将整合在一起，例如位于透明导电氧化物(TCO)和CdSeTe吸收层之间的高电阻率氧化锌(ZnO)层，以及用于该器件的新型定制增透涂层。

基于 Space CdTe 的 PV 原理图 图片来源： Dan Lamb，英国斯旺西大学太阳能研究中心

新型CdTe太空太阳能电池旨在用于具有“较低积载体积”的阵列。占用更少的空间为 “新颖的部署方法和应用提供了可能性”。他们指出，这些功能还可能有助于降低发射成本，并有可能在太空中实现更长时间的部署。

其它目标包括使用低成本、大批量生产技术来支持对太空卫星和任务的快速增长的需求。此外，还寻求更深入地了解材料和整个器件架构的辐射稳定性。“与此同时，我们正在努力发展一种技术经济学理解，即如何以 CdTe 为基础的光伏器件具有竞争力地制造用于太空，以及它最适合哪些太空应用，”Lamb 说。

研究人员将 CdTe 电池作为一种更轻、更便宜、抗辐射能力强的替代技术，与多结太阳能电池相比，多结太阳能电池目前因其高效率而主导着太空市场，但“制造复杂且成本高，限制了可扩展性”。

这项为期三年的合作得到了英国研究与创新 (UKRI) 旗下工程与物理科学研究委员会 (EPSRC) 的支持，包括来自斯旺西 CISM 和拉夫堡可再生能源系统技术中心 (CREST) 的团队，以及六个工业合作伙伴，包括加拿大的高纯度材料供应商 5N Plus、CTF Solar在德国，与英国公司合作，包括制造技术中心、卫星应用 Catapult、Teledyne Qioptiq 和金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 工具供应商 Aixtron。

(消息来源：pv-magazine.com)

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202507/10/391197.html