日本投资控股公司软银正在为其计划中的超轻型高空平台站(HAPS)开发多种技术,HAPS 是一种太阳能飞机,旨在在距地球表面 20 公里的高度运行,并搭载电信基站作为有效载荷。
该公司今年 3 月完成的一项研究项目旨在研发重量小于 700 g/m2 的硅光伏板,其灵感来自太阳能赛车中使用的高效硅光伏模块。 软银网站上发表的一篇研发文章《超轻型太阳能模块对 HAPS 的挑战》对此进行了描述。
在论文中,该团队解释了他们为何追求硅光伏技术,“目前最轻、最高效的太阳能电池是用于太空的复合太阳能电池,但它价格昂贵,制造时间长,”论文指出。“因此,我们选择了高效的晶体硅电池,其价格约为其千分之一。”
该项目由日本富士前锋株式会社和中国组件制造商隆基股份参与,实现了硅异质结665g/m2面板,比项目700g/m2的目标还要轻。
该封装模块采用隆基的电池技术制造,该技术与2022 年推出的创纪录电池所用的 80 µm HJT 技术相同,尺寸为 563 毫米 x 584 毫米,重量为 218.5 克。在标准光谱 AM 1.5 下测得的最大输出功率为 71.1 W,有效面积上的模块效率为 22.2%。
为了达到目标重量,所有材料都比传统面板薄得多。前盖、电池、封装材料和背板的厚度分别为 25 µm、80 µm、150 µm 和 50 µm。
这种尺寸的连接是一项挑战。研究人员表示:“电池与电池之间的直接连接选用直径为 250 µm 的细铜线,并使用低熔点焊料进行连接。”他们还指出,该连接采用的是手动工艺。
计划进一步研究,以达到 500 g/㎡ 的目标。研究人员表示:“为了实现这一目标,我们将继续开发模块,旨在使模块的每个组件更薄、性能更高,并改进布线和层压技术。”
事实上,软银发言人向《光伏》杂志证实,一个新项目正在进行中。他们表示:“太阳能组件制造商富士普莱姆公司是我们在这个研究项目中的合作伙伴。”并补充说,软银不会将这项工作局限于某家特定的太阳能电池制造商。
自 2017 年以来,软银一直与来自工业界和学术界的外部合作伙伴合作,以解决实现 HAPS 目标过程中的技术挑战。例如,该公司本月宣布与美国航空航天和国防技术公司 AeroVironment 在美国新墨西哥州成功进行了 Sunglider HAPS 飞机的第二次实地试验。