宇宙の電力を守る:次世代太陽電池向けの先進のカバーガラス
AZUR SPACE Solar Power GmbHと共同で開発され、ESAの資金提供を受けたSCHOTT® Solar Glass exosは、衛星の電源を保護し、LEOコンステレーションからGEOミッションまで一貫した性能を保証します。
次世代衛星への電力供給
人工衛星が地球規模の通信、航法、地球観測のバックボーンになるにつれ、軌道上での耐久性のある高効率の太陽光発電に対する需要は高まり続けています。紫外線、原子状酸素、荷電粒子、極端な温度サイクルなどの過酷な条件は、最先端の太陽電池の性能さえも脅かします。
これらの課題に対処するため、SCHOTTはAZUR SPACE Solar Power GmbHと緊密に協力し、欧州宇宙機関(ESA)からの資金提供を受けて、低軌道、中軌道、静止軌道ミッションで使用されるIII-V字型多接合太陽電池用に特別に設計された新世代のカバーガラスであるSCHOTT ® Solar Glass exos を開発しました 。
この提携により、SCHOTTの特殊ガラスおよび光学材料に関する専門知識と、5N Plus企業であり、多接合太陽電池技術の欧州リーダーでありグローバルプレーヤーであるAZUR SPACEの経験が結集されます。宇宙用途向けの高効率太陽電池で60年以上の経験を持つAZUR SPACEは、SCHOTT ® Solar Glass exosが次世代衛星電力システムの厳しい要求を満たすことを保証するために、開発を支援し、テストと検証に貢献しました。
® SCHOTT Solar Glass exosは、光学的安定性、熱適合性、拡張性の高い生産を兼ね備え、次世代の宇宙ミッションの要件を満たします。exosは、最新の衛星発電システムを支配するGaAsベースの太陽電池に適合するCTEで特別に調整されており、短いLEOコンステレーションから長時間のGEO通信衛星まで、さまざまなミッションプロファイルにわたって長期的な効率と信頼性を保証します。
主な事実
ミッションのコンテキスト
LEO、MEO、GEO衛星、10–15+年の寿命
感染
100 μm で 91.8% の光透過率
UVカットオフ
308 nm (接着剤と最上層を保護)
安定性
長時間の日光浴後も透明度を維持
熱弾性
–150 °C から +150 °C の間で動作
CTEの
6.9 × 10⁻⁶ K⁻¹ – GaAs系III-V族太陽電池に正確に適合
資格
ECSS-E-ST-20-08C規格
組成
安定した紫外線吸収性を備えたセリウムドープガラス
軌道上でライトを点灯し続ける
ほとんどすべての宇宙ミッションは、衛星や宇宙船の動力源として太陽電池に依存しています。しかし、宇宙は容赦なく、強烈な放射線、LEOの急激な温度変動、そして途切れることのない性能への要求により、従来の太陽電池とそのカバーガラスは限界に達しています。過酷な条件下や長時間のミッションでも太陽電池の効率を維持するには、想像しうる限り最も過酷な環境でも性能と安定性の両方を維持できる革新的な保護ソリューションが必要です。中軌道(MEO)や静止地球軌道(GEO)で運用される次世代衛星は、そのミッション目標を達成するために、高レベルの放射線、強い紫外線、極端な熱サイクルに常にさらされているにもかかわらず、10年から15年以上にわたって安定した電力を生成する必要があります。
これらの電力システムの中核となるのは、優れた効率とコンパクトな設計のために選択されたIII-V字型多接合太陽電池です。しかし、これらの高度なセルはエネルギー変換に優れていますが、その表面層は環境ストレスに対して非常に敏感なままです。時間の経過とともに、紫外線、荷電粒子の衝突、および熱膨張のミスマッチは、接着剤を劣化させ、界面を弱め、電力出力を低下させ、太陽電池アレイ全体の長期的な安定性を脅かす可能性があります。
課題は、太陽電池を放射線、紫外線、機械的ストレスから保護しながら、光透過率を最大化し、下地材料との熱適合性を維持するカバーガラスを作成することでした。既存のソリューションのほとんどは、耐久性と効率性の妥協を余儀なくされています。SCHOTTは、宇宙での長期的な性能のために、持続的な光学的透明度と機械的安定性の両方を提供する新素材を開発しました。
宇宙電力を可能にするガラス
欧州宇宙機関(ESA)の支援を受けて、SCHOTTとAZUR SPACEは協力し、過酷な軌道環境で使用されるAZUR SPACEのGaAsベースのIII-V多接合太陽電池専用に調整された高度な宇宙認定カバーガラスであるSCHOTT® Solar Glass exosを開発しました。このイノベーションの中心にあるのは、光学性能と熱安定性のために正確に調整された組成です。UV吸収と光学的安定性は、長期間の曝露に最適化されており、長時間のミッションを通して接着剤とトップジャンクションを確実に保護します。約308ナノメートルのUVカットオフにより、有害な波長をフィルタリングすると同時に、91%以上の光透過率を維持して太陽光発電効率を最大化します。
6.9 × 10⁻⁶ K⁻¹ で設計された熱膨張係数は、GaAs 太陽電池に合わせて調整されており、軌道上で経験する激しい温度変動中の機械的ストレスを大幅に軽減します。ガラスにはセリウムドープが施されており、紫外線安定性を高め、高放射線量下でのソラリゼーションに耐えます。
SCHOTT® Solar Glass exosのもう1つの重要な利点は、その幅広い拡張性です:幅広い厚さとフォーマットのポートフォリオで利用でき、多様な衛星設計と統合ニーズをサポートします。この柔軟性により、軽量で質量が最適化されたアレイから放射線集約型軌道用の高遮蔽構成まで、LEO、MEO、GEOのミッションプロファイル間の互換性が確保されます。
Exosは、ECSS-E-ST-20-08C規格に準拠した厳格な試験を受けており、模擬軌道条件下での耐久性を評価しています。SCHOTT独自のダウンドロープロセスで製造されたこの製品は、完璧な光学品質と信頼性の高い接着を保証する天然のファイヤーポリッシュ仕上げの表面を特徴としています。
UV安定性、熱適合性、拡張性といったこれらの特徴を組み合わせることで、SCHOTT Solar Glass exosは、効率性、耐久性、精度を兼ね備えた宇宙対応ソリューションとなっています。これにより、ESAが支援する衛星プログラムと商用衛星プログラムの両方が、ミッションの寿命を延ばしながら信頼性の高い発電を実現すると同時に、重要な宇宙電源コンポーネントの欧州サプライチェーンを強化することができます。
オリバー・テウスル
セールス・デベロップメント・マネージャー
このコンテンツは人工知能（AI）によって翻訳されました。AIモデルには誤りが含まれる可能性があるため、法的に有効なのは原文のみです。詳細については免責事項をご覧ください。
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