来源：雪球App，作者： 仓加多吉，（https://xueqiu.com/1334700079/221774378）

天宫空间站的黑科技——柔性砷化镓太阳能电池。

我们要知道国际空间站电力一直由一套8个112英尺（34米）长的硅太阳能电池阵列提供。砷化镓是III-V族半导体材料的典型代表，禁带宽度Eg是1.43eV，（理论计算表明，当Eg在1.2~1.6eV范围时，转换效率最高）与太阳光谱匹配，是理想的太阳能电池材料。和硅材料太阳能电池相比，砷化镓太阳能电池具有更高的光电转换效率，砷化镓太阳能电池有单结型、双结型和三结型，其中三结砷化镓太阳能电池光电转换效率可以达到50%以上，远远高于Si太阳能电池的最高理论效率23%。

而且砷化镓材料太阳能电池具有明显的优势，在可见光范围内，砷化镓材料的光吸收系数远高于Si材料。同样吸收95%的太阳光，砷化镓太阳能电池只需5～10μm的厚度，而硅太阳能电池则需大于150μm。因此，砷化镓太阳能电池能制成薄膜结构，质量大幅减小。

砷化镓具有良好的抗辐射性能，空间太阳能电池在地球大气层外工作，必然会受到高能带电粒子的辐照，电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小，会引起电池性能的衰减，砷化镓为直接禁带材料，少数载流子寿命较短，在离结几个扩散度外产生的损伤，对光电流和暗电流均无影响，因此其抗高能粒子辐照的性能优于间接禁带的硅太阳能电池。

砷化镓具有更好耐高温性能，其最大功率下的温度系数远小于硅太阳电池，200℃时硅太阳能电池停止工作，而砷化镓太阳能电池仍可以10%的效率继续工作。

我国正是采用的三结砷化镓太阳能电池组成的太阳能光伏发电系统，它由4对太阳翼帆板组成，放置在实验舱末端的桁架上。很多人对这个没有概念，国际空间站这个400吨的大胖子，三个实验舱，仅仅31个科研机柜；而两个巨大桁架上的4对太阳能电池板，供电功率仅有90千瓦，而且还必须外挂散热片才可以，这也意味着中国天宫空间站供电能力反超国际空间站。

尽管发电能力可提高1倍，但柔性翼收拢体积则减少了20%，柔性翼双翼展开面积可达134平方米，全部收拢后只有一本书的厚度，仅为刚性太阳翼的1/15，大幅扩大了空间站各舱段的有效空间，提升了安装载荷能力，满足空间站各项科学试验需求。

中国采用的三结砷化镓太阳能电池还是柔性电池，这是三结砷化镓太阳能电池在全球首次使用。由三结砷化镓太阳能电池组成的柔性太阳电池翼，功率重量比高，光电转换效率可达30%以上，供电功率甚至能够达到100千瓦左右。

柔性翼在基板采用超薄型轻质复合材料，对用来防护空间环境的胶层的涂覆厚度也进行了严格控制，相比之前载人航天任务最长2年的设计寿命来说，空间站的在轨运行时间需要提升至15年，这意味着柔性太阳电池阵将克服太空中的苛刻条件，让核心舱的在轨运行寿命大大延。

这项技术是中国电科18所研制的，太阳电池光电转换效率、太阳电池阵输出功率、设计寿命等各项性能指标均达到国际先进水平，全部技术均实现自主可控。

汉能在砷化镓电池领域，保持双结电池(31.6%)、单结电池(29.1%)、量产组件(25.1%)转换率等多项全球领先水平。（来源：腾讯网）

虽然三结砷化镓电池发电效率高，但也贵，据公开的资料报道，每8平方厘米的成本是1000元人民币，“天和”核心舱134平方米的太阳翼，成本最少是1.675亿。之所以这么贵，一部分原因是由于它采用了锗、银、金等贵金属，价格自然居高不下。

值得一提的是，“天宫”和国际空间站使用的太阳能电池板，已经不是最先进的，我国企业生产的聚光三结砷化镓电池，全光谱能吸收95%的太阳光能量，可以实现40%以上的转换效率，并且还可以在390℃的条件下仍正常工作，对高温还不敏感，可谓是非常理想的航天器太阳翼制造材料。

$隆基绿能(SH601012)$ $汉能薄膜发电(00566)$