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Regher Solar 已准备好满足新的航天工业对更便宜、更好的太阳能电池板的需求
2021年10月18日    阅读量:770    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

数学很基础。未来十年将发射多少颗卫星?他们需要多少太阳能电池板?有多少符合要求?原来答案是:有很多,一个地狱了很多,几乎没有足够的。这就是 Regher Solar 的目标,通过将太空质量太阳能电池板的成本降低 90%,同时使它们的数量增加一个数量级中国机械网okmao.com


这并不完全是一个温和的目标,但幸运的是科学和市场似乎有利于公司,给公司带来了一些顺风。问题是在成本和性能之间找到适当的平衡,同时保持相对容易制造。当然,如果有一个简单的答案有,有人已经这样做。


在地球表面使用的太阳能电池与在太空中使用的太阳能电池大不相同。因为在这里几乎没有尺寸和质量限制;你可以让电池更大、更重、效率更低——而且更便宜。另一方面,太空太阳能电池需要高效、极轻且能抵抗太空的各种危险,例如辐射和温度波动:顶级产品的成本是其 5-10 倍,并且使用小规模化工艺和昂贵的材料。


Regher Solar 创造了一种太空级太阳能电池,虽然它没有达到那些专用的太空太阳能水平,但也不是那么遥远——但成本却只有一小部分,并且可以通过现有工艺进行大规模制造。如果您正在制造一颗价值 2 亿美元的地球静止卫星,您不介意为那里最好的面板支付费用,因为这只是总成本的一小部分。但是,如果您希望部署 10,000 颗寿命较短的小型卫星,那么面板开始构成您的材料清单中的更多内容,20% 的性能损失听起来也不算太糟糕。


Regher 的首席执行官兼联合创始人斯坦尼斯劳·赫拉西门卡 (Stanislau Herasimenka) 解释说,他们的产品没有灵丹妙药,而是大量渐进式改进和对新太空经济真正重要的理解。


“这项技术是在一个高成本、低容量的空间中发展起来的,”他解释说。“太空面板,它们从非常昂贵的基板开始,通常是锗或砷化镓,以及许多昂贵的处理。然后是太空级互连、昂贵的玻璃和碳纤维或铝基板、手动组装……顶级性能和低退化,但它完全不可扩展。如果他们想要更多 10 倍,他们就是做不到。”


然而,我们显然正在将发射的卫星数量增加一倍、三倍并最终达到 10 倍。他们不能只是将地面电池放在那里——它们很快就会失败——而且那些久经考验的花式 III-V 电池制造商几乎没有足够的库存。因此,Regher 充分利用了两全其美的优势,使他们的细胞准备好进入太空,但价格便宜且能够快速制造。

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由 20 微米硅基板制成的 Regher 柔性硅太阳能电池。


“现在我们正在运行一条研发试验线,在那里我们可以生产少量的面板——50 千瓦,约为航天工业的 5%,”他说。“但因为我们使用硅进行设计,并且封装与自动化生产兼容,我们应该能够在一年内从试点转换到 10 兆瓦,这是航天工业的 10 倍。”


尽管该产品是新产品,但它没有使用任何异国情调或前所未有的技术,因此确实有可能实现这样的升级。Herasimenka 描述了他们为以类似地面的价格实现类似太空的性能所做的一些改变。


首先,他们降低了硅基板的厚度,这意味着它对辐射的抵抗力要强得多,因为它吸收的更少。他们还改变了其中的杂质和掺杂,使其在低温下固化,只需将其加热到 80 摄氏度即可修复造成的损坏。涂层、互连和粘合是空间稳定的。专用于您所谓的边框的空间也更少,让对阳光敏感的细胞占据更多的表面积。计划还使它们变得灵活(如此处的图像所示),以更好地适应不寻常的形状并增加身体的抵抗力。


一名实验室技术人员展示了 Regher“太阳能毯”的灵活性。


知道要走多远取决于移动目标,即给定星座绑定卫星的成本和计划寿命。这是有悖常理的,但如果他们的卫星表现太好,它可能会对像 Starlink 这样的星座公司造成危害。由于有数千颗卫星,单位经济性开始发挥作用——如果规定的计划是在发射后五年更换它们,你不希望它们比它们必须的更好或更贵。如果它们仍然以 100% 的速度运行,那么您可能会在此过程中的某个地方节省很多钱。


“星座设计师在特定轨道上的特定时间段进行设计,”赫拉西门卡说。“没有人想要活两周,也没有人想要 15 年;他们大多进入低地球轨道,只在那里生活五到七年。所以我们为这个确切的要求而设计。如果它们在那之后降解,我们不在乎,因为我们的客户不在乎。”


Regher 在这个新兴市场上的尝试为它赢得了 Techstars 2019 年批次的一席之地,之后他们开始与制造商交谈并达成交易。他们还获得了 NASA SBIR 第一阶段奖和 NSF 第二阶段奖,总额为 110 万美元。Herasimenka 说,有了原型和一些验证资金,他们在夏天收集了 3300 万美元的意向书,还有 5000 万美元正在敲定。


尽管前景广阔,但该公司需要快速行动,否则可能会冒着其他人搬进来吃午饭的风险。“一切都可能在短短几年内发生变化,当一个行业意识到这一点时,市场机会已经消失,”他说。很明显,Regher Solar 打算成为抓住这个机会的人,但他们现在正在寻找大量投资,首先是他们的试点,然后是全尺寸生产线的加速。他们尚未准备好宣布具体细节,但 Herasimenka 表示,他们正在筹集 500 万美元的机构股权种子轮融资,该轮融资将在年底前完成,另外还有 90 万美元的个人融资。


随着知名航空航天公司的兴趣以及 NASA 和 NSF 的批准印章(通过 SBIR),Regher 似乎有能力发挥作用。然而,困难的部分是设计新面板还是实际制作?他们即将发现。


标签:机械应用技术中心设备与仪器工业设备
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