童靖宇杨亦强

（1 北京卫星环境工程研究所，北京 100094）（2 北京东方计量测试研究所，北京 100086）

1 引言

太阳能电源是目前航天器普遍采用的一次电源。研究新型太阳能电源系统，提高太阳能的转换效率，是空间技术发展面临的重要课题。

太阳能电源主要分光热式和光伏式（硅电池、砷化镓电池等光伏电池）。光热式主要用于空间太阳能电站、大型和超大型空间平台。绝大部分航天器均采用太阳光伏电池作为主要发电装置。

1个天文单位处与阳光垂直表面接受的太阳辐照度为1 367 W／m2。这样的功率密度产生的温度，不足以驱动太阳光热电源系统正常工作，所以必须采取一定的太阳能会聚技术，在焦点处获得太阳光热电源系统工作所需的高温。

目前，空间太阳光伏电池阵主要采用非聚光太阳辐射入射方式。但是，太阳光伏电池存在转换效率低、成本高、空间环境耐受性差等缺点。空间应用的硅电池片转换效率为16%左右，三结砷化镓电池可达26%～29%。从硅电池片到三结砷化镓电池片，光电转换效率由16%提高到27%，但是电池片制造成本和技术复杂度却大大提高。从目前技术现状看，短时期内再大幅度提高电池片光电转化效率难度非常大。所以，研究太阳能聚光电源系统，采用新的技术途径提高空间太阳能的利用效率非常有意义。

2 太阳能聚光技术的原理

太阳能会聚技术基于几何光学原理，主要包括反射式和折射式。反射式聚光器基于光的反射定律：光在反射表面的入射角等于其反射角。……