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5月11日，天舟十號(hào)貨運(yùn)飛船在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射升空。實(shí)驗(yàn)物資到位后，中國(guó)空間站將陸續(xù)開(kāi)展41項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，新型柔性太陽(yáng)能電池翼實(shí)驗(yàn)就是其中之一。

太陽(yáng)能充電是太空中衛(wèi)星和空間站運(yùn)行的主要能量來(lái)源，而提供能量來(lái)源的重要材料之一是太陽(yáng)能電池翼。當(dāng)前，衛(wèi)星和空間站主要采用剛性結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池翼，剛性材質(zhì)基板，加上玻璃蓋片封裝，重量大、體積大，成本高。

近年來(lái)，單晶硅太陽(yáng)電池炙手可熱，成為未來(lái)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能的熱門(mén)材料選擇。然而，它很“脆弱”，在力學(xué)上，稍微給它一個(gè)彎曲的應(yīng)力，或者在運(yùn)輸過(guò)程中有振動(dòng)，都可能導(dǎo)致其直接碎掉。這也使得單晶硅太陽(yáng)電池的應(yīng)用場(chǎng)景非常有限。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的科研團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出柔性單晶硅太陽(yáng)能電池，實(shí)現(xiàn)了里程碑式的跨越。

中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員 劉正新：它的厚度只有80微米，和一根頭發(fā)絲差不多，能折疊、能卷曲。這個(gè)太陽(yáng)能電池主要是一種柔性的單晶硅，這是我們?cè)谌昵笆澜缟溪?dú)創(chuàng)發(fā)明的一種柔性單晶硅太陽(yáng)電池技術(shù)，申請(qǐng)了很多發(fā)明專利。它的主要特點(diǎn)是薄、輕，一平方米還不到一公斤，既可以做成卷曲，也可以做成平板式。不但它的效率很高，而且它的抗空間輻射性能更好，可以降低火箭運(yùn)載成本。

正常情況下，衛(wèi)星和空間站攜帶的電池越多能源供應(yīng)越充足，運(yùn)行能力也就越強(qiáng)。因此，新型柔性單晶硅太陽(yáng)能電池能讓同樣的空間攜帶更多的太陽(yáng)能板上天，做成超大面積，大大提升發(fā)電功率。

據(jù)了解，我國(guó)計(jì)劃構(gòu)建“星網(wǎng)”和G60“千帆星座”為代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，組網(wǎng)衛(wèi)星3萬(wàn)顆以上，太陽(yáng)電池需求量巨大。劉正新表示，這種輕便又高效的柔性太陽(yáng)能板，正是未來(lái)大規(guī)?？臻g應(yīng)用的“能量心臟”。

劉正新透露，這次材料在軌期間獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)主要包括樣品單元在軌期間所處位置和運(yùn)行軌跡經(jīng)歷的原子氧劑量、紫外輻照劑量、電子劑量、質(zhì)子劑量、高低溫變化等相關(guān)數(shù)據(jù)。

下行樣品返回地面后，與地面保存同批次樣品同步進(jìn)行相關(guān)形貌、電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和微結(jié)構(gòu)特性測(cè)試，比對(duì)分析在軌樣品的衰減特性，研究其衰減機(jī)制。

劉正新：柔性封裝的單晶硅太陽(yáng)電池，是用于商業(yè)航天、互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)衛(wèi)星，還有太空算力，將來(lái)也可以為太空光伏打基礎(chǔ)。我們是在地面研究的基礎(chǔ)上，再送到天上去進(jìn)行實(shí)際環(huán)境的暴露實(shí)驗(yàn)，然后和地面的研究做對(duì)比，這樣可以加快我們的基礎(chǔ)研究的進(jìn)展，推動(dòng)實(shí)際應(yīng)用走得更快，更好地推進(jìn)應(yīng)用。