一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统及其工作方法技术方案

公开了一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，包括：太阳能板基板，钙钛矿太阳能电池单元阵列，其位于太阳能板基板上，百叶窗式遮挡板，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列之上，遮挡板驱动机构，其用于使百叶窗式遮挡板针对钙钛矿太阳能电池单元阵列逐步长地闭合或展开，从而调整钙钛矿太阳能电池单元阵列所吸收的太阳能的大小；温度传感器，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列上，用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度；以及计算和控制单元，其被配置为：响应于温度传感器检测到钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度高于钙钛矿太阳能电池工作范围，通过控制遮挡板驱动机构，使百叶窗式遮挡板闭合一个步长。挡板闭合一个步长。挡板闭合一个步长。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及航天
，具体涉及一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]砷化镓（GaAs）太阳能电池的发展是从上世纪50年代开始的，至今已有已有50多年的历史。砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。单结的砷化镓电池理论效率达到30%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。目前实际在航空应用中，可以达到35%左右的转化率。然而，砷化镓电池的缺点是成本较高。
[0003]单晶硅电池的转化率在太空中只有17%左右。近年来，随着钙钛矿电池技术的发展，钙钛矿和单晶硅复合电池（本文中，简称为钙钛矿电池）的转换效率可以达到30%左右，已经非常接近砷化镓电池了，并且随着技术发展，还有机会超越砷化镓。同时钙钛矿电池具有成本极低的特点，从性价比角度优于砷化镓电池，有可能替代砷化镓电池，在太空中得到应用。随着卫星等太空设备的迅速发展，计算、通讯、遥感等应用进一步数量级地提升，能源系统越来越成为这些应用的后勤保证。
[0004]然而，钙钛矿材料的工作温度范围为
‑
150℃~110℃，无法适应空间条件（温度范围为
‑
150℃~150℃），而现有太阳帆系统都是基于砷化镓设计的，无法保证钙钛矿电池在太空中正常工作。
[0005]因此，本领域中需要一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的技术方案。

技术实现思路

[0006]在本专利技术的一个方面，提供了一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，包括：太阳能板基板，钙钛矿太阳能电池单元阵列，其位于太阳能板基板上，百叶窗式遮挡板，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列之上，遮挡板驱动机构，其用于使百叶窗式遮挡板针对钙钛矿太阳能电池单元阵列逐步长地闭合或展开，从而调整钙钛矿太阳能电池单元阵列所吸收的太阳能的大小；温度传感器，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列上，用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度；以及计算和控制单元，其被配置为：响应于温度传感器检测到钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度高于钙钛矿太阳能电池工作范围，通过控制遮挡板驱动机构，使百叶窗式遮挡板闭合一个步长。
[0007]在本专利技术的另一个方面，提供了一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的工作方法，其中，所述卫星太阳帆系统包括：太阳能板基板，
钙钛矿太阳能电池单元阵列，其位于太阳能板基板上，百叶窗式遮挡板，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列之上，遮挡板驱动机构，其用于使百叶窗式遮挡板针对钙钛矿太阳能电池单元阵列逐步长地闭合或展开，从而调整钙钛矿太阳能电池单元阵列所吸收的太阳能的大小，温度传感器，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列上，用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度；并且所述方法包括：响应于温度传感器检测到钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度高于钙钛矿太阳能电池工作范围，通过控制遮挡板驱动机构，使百叶窗式遮挡板闭合一个步长。
[0008]在本专利技术的又一个方面，提供一种机器可读存储介质，其存储有机器可执行代码指令，所述机器可执行代码指令当被机器执行时使得该机器执行根据本专利技术的任何一个实施例的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的工作方法。
[0009]在本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机系统，其包括处理器和与处理器相连接的存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器被配置为通过加载和执行所述存储器中的程序指令而执行根据本专利技术的任何一个实施例的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的工作方法。
[0010]根据本专利技术的实施例的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的技术方案通过创新性的太阳帆结构及工作流程设计的组合，解决了钙钛矿电池在卫星上的使用限制问题，提高了钙钛矿电池及卫星在太空中的使用寿命，大大降低航天应用中的能源系统的成本。
附图说明
[0011]图1示出了根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统安装在卫星上的示意性整体结构图。
[0012]图2示出了根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统中的太阳帆及遮挡机构的示意性结构图。
[0013]图3示出了根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的工作方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0014]下面参照附图详细描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属
的技术人员更全面地了解本专利技术。但是，对于所属
内的技术人员明显的是，本专利技术的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本专利技术并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本专利技术，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
[0015]现参照图1，其示出了根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统安装在卫星上的示意性整体结构图；以及图2，其示出了根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统中的太阳帆及遮挡机构的示意性结构图。
[0016]如图1中所示，根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统100
安装在卫星10上。除了所述基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统100，所述卫星10还可包括其他部件，例如，姿态感应单元（未示出，如星敏感器或者太阳敏感器等），用来确定自己的轨道位置和在轨道运行的姿态；姿态调整装置（未示出，如磁力矩杆，动量轮等），用来调整卫星在轨道的姿态，等等。
[0017]如图1
‑
2中所示，根据本专利技术的实施例的一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统100可包括：太阳能板基板111，钙钛矿太阳能电池单元阵列112，其位于太阳能板基板111上，百叶窗式遮挡板113，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列之上112，遮挡板驱动机构114，其用于使百叶窗式遮挡板113针对钙钛矿太阳能电池单元阵列112逐步长地闭合或展开，从而调整钙钛矿太阳能电池单元阵列112所吸收的太阳能的大小；温度传感器120，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列112上，用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列112的温度；以及计算和控制单元130，其被配置为：响应于温度传感器120检测到钙钛矿太阳能电池单元阵列112的温度高于钙钛矿太阳能电池工作范围，通过控制遮挡板驱动机构114，使百叶窗式遮挡板114闭合一个步长。
[0018]在一些实施例中，所述太阳能板基板111可安装在卫星的固定框架上，并具有温度扩散作用，从而使得卫星整体热平衡，降低钙钛矿太阳能电池单元阵列112的表面温度，让钙钛矿材料更好的工作。所述太阳能板基板111例如可由铝等散热材料构成。
[0019]所述钙钛矿太阳能电池单元阵列112用于吸收太阳能，转化为电能，供卫星工作。在一些实施例中，所述钙钛矿太阳能电池单元阵列112包括钙钛矿和单晶硅复合电池。在其他实施例中，所述钙钛矿太阳能电池单元阵列112可包括单纯的钙钛矿电池，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，包括：太阳能板基板，钙钛矿太阳能电池单元阵列，其位于太阳能板基板上，百叶窗式遮挡板，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列之上，遮挡板驱动机构，其用于使百叶窗式遮挡板针对钙钛矿太阳能电池单元阵列逐步长地闭合或展开，从而调整钙钛矿太阳能电池单元阵列所吸收的太阳能的大小；温度传感器，其位于钙钛矿太阳能电池单元阵列上，用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度；以及计算和控制单元，其被配置为：响应于温度传感器检测到钙钛矿太阳能电池单元阵列的温度高于钙钛矿太阳能电池工作范围，通过控制遮挡板驱动机构，使百叶窗式遮挡板闭合一个步长。2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，还包括：功率传感器，其用于检测钙钛矿太阳能电池单元阵列所提供的当前卫星输入功率；其中，所述计算和控制单元还被配置为：从星务任务调度系统获取卫星任务能源需求；响应于判断当前卫星输入功率不满足卫星任务能源需求，通过控制遮挡板驱动机构，使百叶窗式遮挡板展开一个步长。3.根据权利要求2所述的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，其中，所述计算和控制单元还被配置为：当百叶窗式遮挡板闭合一个步长或展开一个步长之后，将当前卫星输入功率通知给星务任务调度系统。4.根据权利要求1
‑
3中任何一个所述的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，其中，所述百叶窗式遮挡板的背部具有反光和辐射散热作用。5.根据权利要求1
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3中任何一个所述的基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统，其中，所述太阳能板基板安装在卫星的框架上，并具有温度扩散作用。6.一种基于钙钛矿电池的卫星太阳帆系统的工作方法，其中，所述卫星太阳帆系统包括：太阳能板基板，钙钛矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：申世安，刘锋，
申请(专利权)人：深圳劢亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：