超薄高强度耐辐照玻璃在航天上的作用
发布时间:2012年06月23日 浏览:2761
空间能源是空间平台的动力保障,没有可靠的能源供应,航天器将无法正常工作和运转。随之航天器种类和技术水平的快速发展,空间能源的技术要求也越来越高,质量轻、寿命长、功率大已成为空间能源的发展方向。因此,作为空间能源“心脏”的太阳能电池也必须在轻质、大面积、高转换率、长寿命等方面做出相应的改进和提高。此外,对于主要用于卫星、飞船、空间站等航天器的空间太阳能电池盖玻璃,由于空间高能粒子、光子等会造成玻璃再原子级上的损伤,长期使用会造成玻璃盖片发黑,从而降低电池的效率,因此要求硅太阳能电池盖玻璃具有一定的抗曝光变色能力,以保护太阳能电池免受空间高能射线和高能粒子的辐射和轰击,延长太阳能电池的使用寿命,使航天器获得可靠的能源供应。简言之,超薄、大面积、高强度、高透过率、耐辐照将成为空间太阳能电池用盖玻璃的发展方向。
超薄高强度耐辐照玻璃研制的意义在于减少玻璃碎片、裂片,增大盖玻璃的面积,并从强度上对太阳能电池起加固作用。减少玻璃重量对太阳能电池重量的影响,玻璃的厚度一般要求在0.1mm以下。为提高空间太阳能电池阵的输出功率,通常采用增加单位体电池面积的方法。国际卫星空间站要求单体电池的面积达到80*80mm,因此要求相应的玻璃也应达到这一尺寸。对于这样薄的大面积玻璃制品,如果强度不够高,则在和太阳能电池粘贴后会产生裂纹、甚至破裂,面积越大,越易破裂。由于空间温差大。所以还要求玻璃的膨胀系数应与太阳能电池相匹配。否则,玻璃在和太阳能电池粘贴后,会产生裂纹,严重的会裂成几片。这不仅增加了装配成本和难度,同时高能射线和粒子会通过裂纹直接到达太阳能电池上,使电池的可靠性下降。超薄高强度耐辐照玻璃的研制,可显著提高玻璃的抗折强度,保证减少玻璃碎片、裂片和增加盖玻璃面积的需要。此外,作为一种新型太阳能电池。砷化镓电池以其高光电转换率(23%)的优势在诸如导弹预警卫星、电子侦察卫星、通讯卫星等领域作为基本能源而得到重用应用。但砷化镓电池存在力学强度差的问题,在安装和卫星运行过程中容易破碎。高强度耐辐照盖玻璃的应用则可对砷化镓电池起支撑和保护作用,弥补砷化镓电池本身强度的不足。