Rocket Lab 發佈新型太空級太陽能電池,效率達 31.5% 並減輕 40% 重量

·作者 Henderson·Engineering
Rocket Lab 發佈新型太空級太陽能電池,效率達 31.5% 並減輕 40% 重量
重點
  • IMM Apex 太陽能電池效率達 31.5%,並減輕 40% 重量。
  • 新電池無需鍺基板,減少對供應鏈的依賴。
  • 該電池可即插即用,避免昂貴的重新工具成本。
  • Rocket Lab 的新技術為商業太空飛行提供了更好的選擇。

Rocket Lab,作為航天領導者,宣佈推出其最新的太空級太陽能電池——倒置變質 (IMM) Apex,該電池完全不含鍺。IMM Apex 提供 31.5% 的初始轉換效率,並在電池質量方面減少 40%。在軌道上,重量至關重要。更輕的電池意味著較低的發射成本、更大的有效載荷以及更好的比功率(每公斤瓦特)。與過去 30 年使用的傳統太陽能電池相比,IMM Apex 無需鍺基板,從而減輕了對於關鍵礦物日益上漲的成本和供應鏈問題的影響。

Rocket Lab USA 總裁 Brad Clevenger 表示:「Rocket Lab 對於將這一尖端太陽能解決方案推向市場感到興奮。IMM Apex 在解決現實挑戰(如材料成本上漲和供應鏈限制)的同時,提供卓越的性能。」 全球鍺的供應鏈因市場集中度過高、複雜的提取過程及地緣政治貿易控制而脆弱。中國控制著全球大部分的鍺供應,並嚴格限制出口。

新電池解決供應鏈問題

這種集中化使得太空計劃面臨重大供應風險。此外,鍺僅是鋅礦開採的副產品,因此精煉廠無法輕易提高產量。高純度要求進一步限制了市場。因此,像美國這樣的主要進口國面臨嚴重的成本上漲和潛在短缺的威脅。然而,這些新型太陽能電池可能解決這一問題。根據公司介紹,IMM Apex 太陽能電池為衞星製造商提供即時兼容性,而無需重新設計系統。它可作為即插即用的替代品,這樣公司就可以避免昂貴的重新工具成本。

該平台已在 NASA 的 Ingenuity 火星直升機上證明瞭其價值,並為目前在軌的超過 1,100 顆衞星供電。

升級的設施目前正在生產百千瓦級的電池,以跟上全球需求的增長。公司表示:「除了不受鍺供應限制外,優化的製造過程和針對性的資本投資使得能夠以百千瓦級的高效能進行生產,以滿足不斷增長的需求。」經過十多年的嚴格測試,IMM Apex 現已準備好滿足多樣的任務需求,並已在進行未來的升級。標準太陽能電池是在厚鍺基底上生長的,而 IMM 電池則是在臨時基材上倒置生長,然後再將其蝕刻去除。

這一過程創造了由氮化鎵和銦鎵磷化物等層組成的柔性超薄輻射加固電池。鍺是高效太空太陽能面板和紅外衞星光學的關鍵基礎。航天器太陽能面板避免使用標準的矽,而選擇多接合 III-V 太陽能電池。這些電池使用了在鍺基底上生長的氮化鎵等層。鍺基板提供結構支持,並吸收紅外光。 華爾街對這一發布反應積極,RKLB 股票上漲,市場分析師認識到克服鍺挑戰的商業潛力。

IMM Apex 的商業潛力

Clevenger 補充道:「通過 IMM Apex,客戶獲得了一種高效、輕量且不含鍺的產品,結合了經證實的可靠性和更快的生產時間。IMM Apex 被設計為更具成本效益地為最具雄心的任務提供動力,而不會妥協性能。」隨著星座擴展和行星間的雄心壯志增長,電力仍然是最終挑戰。Rocket Lab 將更輕的電池重量與供應鏈獨立性相結合,這一成就使公司超越了更好的太陽能技術,為商業太空飛行的下一個時代清理了直接的跑道。

項目規格
初始轉換效率31.5%
電池質量減少40%
目前在軌衞星數量超過 1,100 顆

IMM Apex 對太空任務的影響

IMM Apex 太陽能電池的推出標誌著太空技術的一次重要突破,特別是在減輕重量和降低對鍺供應鏈依賴方面。傳統太陽能電池的重量和成本問題對太空任務構成挑戰,而新型電池的設計提供了即時兼容性,降低了重新設計系統的需求。這不僅能夠提高發射效率,還能促進商業太空飛行的發展,因為它能滿足日益增長的需求,並為未來的太空探索提供更可靠的能源解決方案。

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Henderson