研究目的
研究超轻型聚光光伏系统在太空太阳能采集中的设计与优化，以实现高比功率并使电池温度保持在运行极限范围内。
研究成果
研究得出结论：超轻型聚光光伏系统设计能够实现比当前最先进空间光伏系统显著更高的比功率水平，其比功率有望提升七倍以上。该设计的成功依赖于关键技术的集成，包括电池微型化、优化的电池架构以及增强的热发射涂层。
研究不足
该研究承认在聚光条件下维持电池温度的挑战性，并指出超薄碳纤维增强塑料（CFRP）镜面技术需取得重大改进才能达到所需的光学精度。
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一种用于太空太阳能收集的超轻型聚光光伏系统
DOI：10.1016/j.actaastro.2019.12.032
期刊：Acta Astronautica
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
我们提出了一种聚光光伏微型?？樽酉低车南晗干杓品桨福孟低潮裙β士纱?.1千瓦/千克，适用于集成至空间太阳能发电系统。采用当前高效III-V族多结太阳能电池时，必须通过聚光设计才能实现超过1千瓦/千克的比功率。本文详述的15倍线性聚光方案通过采用超轻碳纤维增强聚合物（CFRP）光学元件替代电池和辐射屏蔽区域来降低系统质量。将电池尺寸缩减至1毫米宽度，并对电池架构及CFRP材料与厚度进行精细优化，这对在聚光条件下维持电池温度低于100摄氏度至关重要。我们还介绍了超轻多层光学涂层技术，该技术可提升聚光器表面的热发射率并增强电池冷却的辐射传热效果，这是整个系统设计中的关键技术领域。
作者：
Emily C. Warmann，Pilar Espinet-Gonzales，Nina Vaidya，Samuel Loke，Ali Naqavi，Tatiana Vinogradova，Michael Kelzenberg，Christophe Leclerc，Eleftherios Gdoutos，Sergio Pellegrino，Harry A. Atwater
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