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太阳能电池 未来战场的主要能源

来源:中国能源网 | 编辑:中国能源网 | 2019年1月22日() | 打印内容 打印内容

据德国《航空杂志》网站日前报道,去年底,德国一个研究团队制造出一款太阳能无人机,可在大气平流层中停留,滞空时间长达3个月。根据研发进度,这架太阳能无人机在进行相关测验工作后,将很快试飞。与传统飞机相比,太阳能无人机无需携带任何燃料,利用太阳能电池产生的电量即可供飞机远距离飞行,夜间也能依靠白天储存的太阳能持续飞行。正因如此,太阳能无人机拥有十分广阔的应用前景,太阳能无人机只是外军在发展太阳能电池应用方面的一个缩影。

太阳能电池是利用半导体的光伏效应,直接将光能转换成电能的装置,因此又称为“光伏电池”。太阳能电池的大规模产业应用,即人们所说的太阳能产业。近年来,伴随太阳能电池技术的进步和应用,太阳能产业得以迅速发展。据悉,到2040年,可再生能源在全球总能源结构中占比将达到50%以上,作为可再生能源主力,太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比达20%。到21世纪末,这两项数据将分别增长到80%和60%。可见,光伏发电将在未来能源领域占据重要战略地位,而太阳能电池则是名副其实的“能源明日之星”。

技术突破推动应用

太阳能光伏发电因利用方便、对环境友好、维护简单、寿命长等优点,被认为是解决战场和航天能源供给的重要途径,备受各国军方重视。不过长期以来,各种太阳能电池的转换效率不高成为制约其大规模推广的主要原因。近年来,太阳能电池在诸多技术领域取得突破,大大推动光伏发电的军事应用。

光电转换效率实现重大突破

外军利用太阳能电池的技术发展主要体现在提高其光电转换效率上,近年来,各类太阳能电池效率实现重要突破。2017年,日本研发出一款由薄层硅制成的太阳能电池,转换效率达26.3%,刷新太阳能电池转换效率纪录,且成本更低。2018年4月,德国科学家通过效仿蝴蝶翅膀的纳米结构,发现能高效提升太阳能电池吸光率的新途径,使电池的吸光率最高可提升207%。

可穿戴便携化电池备受青睐

近几年,为减少士兵实行任务所需携带的电池数量,外军大力研发可折叠、便携式太阳能电池,为士兵随身携带的电子设备充电。美军研发出外形如细铜丝一般的太阳能电池,可随意弯曲,织入作战服后可以收集并存储太阳能,士兵穿戴上这种衣物后,白天行走中可收集太阳能,为携带的手机、传感器和其他设备充电,不再需要背负沉重的电池,大大提高机动能力。日本研发出一种新型薄片状有机太阳能电池,厚度只有3微米,用电熨斗熨烫后粘贴到衣服上即可使用,且在100℃高温下仍能保持性能不变,日本计划将其作为未来“智能衣服”中内嵌传感器的电源。

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