仰望星空，人类从未停止对宇宙的探索。在这无垠的太空中，如何让航天器持续、稳定地获取能源，始终是空间能源技术的核心课题。

日前，由航天科技集团八院811所下属上海太阳能工程技术研究中心研发的两项前沿技术斩获第二十五届中国国际工业博览会高新技术工程奖，该项目正以其创新性与实用性，为空间太阳能利用带来重要突破，为蓬勃发展的商业航天带来新动能。

3层设计让太空能源“好用”“用得省”

太阳电池阵是航天器重要的外部能量来源，被称作航天器的“心脏”。

“价格高的用不起、价格低的不可靠。”这正是商业空间飞行器太阳电池应用面临的难题。

随着商业航天的发展，商业卫星物理电源技术正朝着低成本、高效率和高可靠的趋势发展。其中，商业航天用空间环境适应低成本复合叠层太阳电池便是可行途径之一，这项技术有望降低空间太阳电池成本。

在上海市《关于本市推进空间信息产业高质量发展的实施意见》等政策指引下，商业航天用空间环境适应低成本钙钛矿/背电极接触晶硅复合叠层太阳电池项目应运而生，旨在突破传统空间太阳电池成本高企的瓶颈。

该产品致力于在极端太空环境中实现空间太阳电池高性能与低成本的统一，为卫星提供高性价比的能源支撑。

“要让太空能源不仅‘能用’，还要‘好用’‘用得省’，真正助推商业航天‘飞得更高、走得更远’。”上海太阳能工程技术研究中心王顺说。

该项目的独特之处，在于其创新性地采用了“空间防护膜系+抗光衰改性钙钛矿顶电池+底电池”3层低成本高可靠结构设计。

最外层的空间防护膜系犹如“防护罩”，有效抵御原子氧、紫外辐射等空间环境侵蚀。

中间的改性钙钛矿顶电池像“高效捕光器”，能稳定吸收太阳能并减少性能衰减，同时可有效抵御电子辐射对底电池的损伤。

底层的“底电池”则作为坚实后盾，与顶电池协同提升发电效率。

“依托近年来地面用太阳电池的新技术，该产品能实现接近传统空间太阳电池的发电效果，并尽可能适应低轨环境下的高低温、原子氧、电子辐射等太空低轨环境的残酷‘考核’。”王顺说。

目前，团队正重点攻关电池在低轨环境中的综合可靠性、组阵封装工艺等关键技术，同步研发柔性钙钛矿电池组件，未来力争形成多型号谱系产品，并积极参与或牵头相关团体、国家及行业标准制定，推动行业规范的落地，为新技术开发积累经验。

精准检测太阳电池的“全科医生”

如何验证太空中太阳电池新材料、新技术的可靠性？如何推动空间太阳能利用技术走向成熟？如今，太阳电池在轨测试系统的重要性日益凸显。

太阳电池在轨测试系统不仅是连接地面研发与太空应用的桥梁，更是保障航天器长期稳定运行的“生命线”。

上海太阳能工程技术研究中心研发的低成本高精度自适应追踪太阳电池在轨测试系统，可以搭载在卫星或空间站上，能够实时测量太阳电池的电压、电流、温度等关键参数，自动绘制特性曲线，追踪最大功率点，并将数据实时传回地面。

这些宝贵在轨数据可以用于分析太阳电池在轨性能衰降的规律，验证产品设计模型和地面实验的准确性。

据介绍，该系统实现了多项核心性能的突破，不仅具备精准监测能力，电压与电流采集精度优于千分之一，温度测量精度达到正负0.1摄氏度，为太阳电池提供“太空级”生命体征监控。

该产品还拥有智能自适应特性，通过高带宽扫描技术自动匹配各类太阳电池，实现“一机多用”。该系统还支持极速扫描，最多可以实现6通道同步测量，瞬间完成全特性采集，具备强大的数据存储与传输能力，确保海量数据“存得下、传得回”。

“产品性能均经过在轨卫星实测验证，为我国航天器电源系统在轨可靠运行提供全周期、高可信的数据支撑。”上海太阳能工程技术研究中心杨肖锋表示。

太阳电池在轨测试系统就像一位常驻太空的太阳电池“全科医生”，不仅实时守护太阳电池的健康状态，更将显著提升我国航天器电源系统的在轨验证能力。

（缪新培 陆洵）