중국, 유연 태양전지 41건 과학실험 물자 우주정거장으로 전달
전문가 해설
5월 11일, 톈저우 10호 화물선이 하이난 원창 우주발사장에서 성공적으로 발사되었습니다. 이번 임무는 중국 우주정거장에 41개의 과학 실험에 필요한 물자를 가져올 것이며, 여기에는 신형 유연 태양전지 날개 실험도 포함됩니다. 현재 위성과 우주정거장은 주로 견고한 구조의 태양전지 날개를 사용하고 있으며, 이러한 설계는 무게가 크고 부피가 크며 비용이 많이 듭니다. 최근 몇 년 동안 단결정 실리콘 태양전지는 고효율 에너지 전환 능력으로 인해 많은 주목을 받고 있지만, 그 취약성과 응용 한계가 그 사용 범위를 제한하고 있습니다.
중국과학원 상하이 마이크로시스템 및 정보기술연구소의 연구팀은 두께가 80마이크로미터에 불과한 유연한 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 개발했으며, 이 획기적인 기술은 무게와 부피를 크게 줄였습니다. 연구소의 연구원인 류정신에 따르면, 이 신형 태양전지는 가볍고 효율적일 뿐만 아니라 더 나은 우주 방사선 저항 성능을 가지고 있어 로켓 운반 비용을 현저히 줄일 수 있습니다.
중국는 '스타 네트워크'와 G60 '천범 성좌'를 대표로 하는 위성 인터넷을 구축할 계획이며, 네트워크 위성 수는 3만 개 이상에 이를 것으로 예상됩니다. 따라서 가볍고 효율적인 유연한 태양광 패널은 미래의 대규모 공간 활용에 매우 중요합니다. 류정신은 이 신형 배터리가 궤도에 있는 동안 관련 실험 데이터를 수집하고, 지상으로 돌아온 후 상세한 테스트 분석을 통해 성능과 신뢰성을 더욱 검증할 것이라고 밝혔습니다.
이번 실험은 비교 연구를 통해 기초 과학 연구의 진전을 가속화하고 실제 응용의 발전을 촉진하여 미래의 우주 태양광 기술에 견고한 기초를 마련하는 것을 목표로 합니다.
중국과학원 상하이 마이크로시스템 및 정보기술연구소의 연구팀은 두께가 80마이크로미터에 불과한 유연한 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 개발했으며, 이 획기적인 기술은 무게와 부피를 크게 줄였습니다. 연구소의 연구원인 류정신에 따르면, 이 신형 태양전지는 가볍고 효율적일 뿐만 아니라 더 나은 우주 방사선 저항 성능을 가지고 있어 로켓 운반 비용을 현저히 줄일 수 있습니다.
중국는 '스타 네트워크'와 G60 '천범 성좌'를 대표로 하는 위성 인터넷을 구축할 계획이며, 네트워크 위성 수는 3만 개 이상에 이를 것으로 예상됩니다. 따라서 가볍고 효율적인 유연한 태양광 패널은 미래의 대규모 공간 활용에 매우 중요합니다. 류정신은 이 신형 배터리가 궤도에 있는 동안 관련 실험 데이터를 수집하고, 지상으로 돌아온 후 상세한 테스트 분석을 통해 성능과 신뢰성을 더욱 검증할 것이라고 밝혔습니다.
이번 실험은 비교 연구를 통해 기초 과학 연구의 진전을 가속화하고 실제 응용의 발전을 촉진하여 미래의 우주 태양광 기술에 견고한 기초를 마련하는 것을 목표로 합니다.
💡 유연한 단결정 실리콘 태양 전지판은 매우 얇고 가벼워 발사 비용을 크게 절감할 수 있는 혁신적인 기술입니다.
5月11日，天舟十号货运飞船在海南文昌航天发射场成功发射升空。实验物资到位后，中国空间站将陆续开展41项科学实验，新型柔性太阳能电池翼实验就是其中之一。
太阳能充电是太空中卫星和空间站运行的主要能量来源，而提供能量来源的重要材料之一是太阳能电池翼。当前，卫星和空间站主要采用刚性结构太阳能电池翼，刚性材质基板，加上玻璃盖片封装，重量大、体积大，成本高。
近年来，单晶硅太阳电池炙手可热，成为未来太阳能转化电能的热门材料选择。然而，它很“脆弱”，在力学上，稍微给它一个弯曲的应力，或者在运输过程中有振动，都可能导致其直接碎掉。这也使得单晶硅太阳电池的应用场景非常有限。来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科研团队成功开发出柔性单晶硅太阳能电池，实现了里程碑式的跨越。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员 刘正新：
它的厚度只有80微米，和一根头发丝差不多，能折叠、能卷曲。这个太阳能电池主要是一种柔性的单晶硅，这是我们在三年前世界上独创发明的一种柔性单晶硅太阳电池技术，申请了很多发明专利。它的主要特点是薄、轻，一平方米还不到一公斤，既可以做成卷曲，也可以做成平板式。不但它的效率很高，而且它的抗空间辐射性能更好，可以降低火箭运载成本。
正常情况下，卫星和空间站携带的电池越多能源供应越充足，运行能力也就越强。因此，新型柔性单晶硅太阳能电池能让同样的空间携带更多的太阳能板上天，做成超大面积，大大提升发电功率。
据了解，我国计划构建“星网”和G60“千帆星座”为代表的卫星互联网，组网卫星3万颗以上，太阳电池需求量巨大。刘正新表示，这种轻便又高效的柔性太阳能板，正是未来大规模空间应用的“能量心脏”。
刘正新透露，这次材料在轨期间获得的实验数据主要包括样品单元在轨期间所处位置和运行轨迹经历的原子氧剂量、紫外辐照剂量、电子剂量、质子剂量、高低温变化等相关数据。
下行样品返回地面后，与地面保存同批次样品同步进行相关形貌、电学、光学、力学和微结构特性测试，比对分析在轨样品的衰减特性，研究其衰减机制。
刘正新：
柔性封装的单晶硅太阳电池，是用于商业航天、互联网组网卫星，还有太空算力，将来也可以为太空光伏打基础。我们是在地面研究的基础上，再送到天上去进行实际环境的暴露实验，然后和地面的研究做对比，这样可以加快我们的基础研究的进展，推动实际应用走得更快，更好地推进应用。
太阳能充电是太空中卫星和空间站运行的主要能量来源，而提供能量来源的重要材料之一是太阳能电池翼。当前，卫星和空间站主要采用刚性结构太阳能电池翼，刚性材质基板，加上玻璃盖片封装，重量大、体积大，成本高。
近年来，单晶硅太阳电池炙手可热，成为未来太阳能转化电能的热门材料选择。然而，它很“脆弱”，在力学上，稍微给它一个弯曲的应力，或者在运输过程中有振动，都可能导致其直接碎掉。这也使得单晶硅太阳电池的应用场景非常有限。来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科研团队成功开发出柔性单晶硅太阳能电池，实现了里程碑式的跨越。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员 刘正新：
它的厚度只有80微米，和一根头发丝差不多，能折叠、能卷曲。这个太阳能电池主要是一种柔性的单晶硅，这是我们在三年前世界上独创发明的一种柔性单晶硅太阳电池技术，申请了很多发明专利。它的主要特点是薄、轻，一平方米还不到一公斤，既可以做成卷曲，也可以做成平板式。不但它的效率很高，而且它的抗空间辐射性能更好，可以降低火箭运载成本。
正常情况下，卫星和空间站携带的电池越多能源供应越充足，运行能力也就越强。因此，新型柔性单晶硅太阳能电池能让同样的空间携带更多的太阳能板上天，做成超大面积，大大提升发电功率。
据了解，我国计划构建“星网”和G60“千帆星座”为代表的卫星互联网，组网卫星3万颗以上，太阳电池需求量巨大。刘正新表示，这种轻便又高效的柔性太阳能板，正是未来大规模空间应用的“能量心脏”。
刘正新透露，这次材料在轨期间获得的实验数据主要包括样品单元在轨期间所处位置和运行轨迹经历的原子氧剂量、紫外辐照剂量、电子剂量、质子剂量、高低温变化等相关数据。
下行样品返回地面后，与地面保存同批次样品同步进行相关形貌、电学、光学、力学和微结构特性测试，比对分析在轨样品的衰减特性，研究其衰减机制。
刘正新：
柔性封装的单晶硅太阳电池，是用于商业航天、互联网组网卫星，还有太空算力，将来也可以为太空光伏打基础。我们是在地面研究的基础上，再送到天上去进行实际环境的暴露实验，然后和地面的研究做对比，这样可以加快我们的基础研究的进展，推动实际应用走得更快，更好地推进应用。