美国新型3D太阳能电池将进行空间站测试

佐治亚理工学院开发的一种新型三维太阳能光伏电池设计很快就会登上国际空间站进行第一次太空测试。

7月18日，包含18个测试太阳能电池的实验光伏组件被送到国际空间站，将安装在空间站的外侧，研究电池的性能以及其承受空间站严酷性的能力。

除了测试三维格式，组件还将研究一种低成本铜 - 锌 - 锡 - 硫(CZTS)太阳能电池制剂。

总之，发送到国际空间站的组件包含四种光伏设备：基于传统碲化镉的3D电池，基于CZTS材料的3D电池，佐治亚理工学院生产的传统平面太阳能电池，以及基于CZTS的平面太阳能电池。

此实验将在从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空的SpaceX Falcon9火箭上进行。

佐治亚技术研究所(GTRI)首席研究工程师兼乔治亚理工学院材料科学与工程的客座教授Jud Ready表示：“我们想看看3D太阳能电池的捕光性能，以及他们如何响应空间站的苛刻条件。”

3D太阳能电池全方位捕光

还将对温度进行测试，因为温度会对太阳能电池性能造成影响。将微型碳纳米管涂抹上光吸收剂，可从任意角度捕光，无需机器设备再将光伏组件对准太阳。

光吸收剂利用地球上资源丰富的材料

CZTS电池制剂使用地球上资源丰富的材料生产光吸收剂，比稀土元素例如铟、镓和硒价格低一千倍。

CZTS光伏材料的一个优点是其电子能带结构。CZTS是一种直接带隙材料。在半导体物理学中，这意味着输入的太阳光子能够直接发射电流产生电子。3D技术将会提高光子被转换成电子空穴对从而产生移动电荷载体的可能性。