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迷你无人机仅靠太阳能飞行:超薄过氧化物薄膜使之成为可能

这种太阳能电池还能延长传统无人机的飞行时间。(图片:pixabay/Harald_Landsrath)
这种太阳能电池还能延长传统无人机的飞行时间。(图片:pixabay/Harald_Landsrath)
它完美地展示了重量极轻但能量密度极大的太阳能电池组件:一架多旋翼飞机只安装了太阳能电池,然后就能为这架小型飞机提供足够的电力,使其像往常一样起飞。
Renewable Science

奥地利林茨大学的研究人员开发出了太阳能电池,其厚度不到 2.5 微米,比一张纸薄 40 倍。他们使用的是前景广阔的过氧化物模块,目前这种模块仍在为使用寿命而苦苦挣扎。

然后将这种超薄薄膜涂在聚合物上,聚合物上再涂一层氧化铝。这样做几乎不会增加厚度,但却能保护模块不受外界影响,以利于实际使用。

太阳能电池即使在实验室外也能正常工作,这一点给人留下了深刻印象。为此,我们使用了一架由电池驱动的无人机,该无人机有四个旋翼。

小型飞机上共安装了 24 个独立模块,每个模块的尺寸为一平方厘米。这样,阳光的能量就足以驱动旋翼,让无人机起飞。

太阳能模块只有无人机重量的一小部分。(图片:自然能源公司)
太阳能模块只有无人机重量的一小部分。(图片:自然能源公司)

由于每个电池的重量不到 1 毫克,因此占总重量的比例远低于 1%。此外还有电子元件和安装材料,但即便如此,所占比例仍低于 5%。

其他方面的技术数据也非常令人信服。据说效率略低于 20%,即在标准太阳能模块的范围内。1.15 伏的供电电压允许多种可能的用途,参见无人驾驶飞机。

最引人注目的当然是相对于重量的功率。每克最大功率为 44 瓦。与市面上用于阳台或屋顶的太阳能电池进行比较,就可以看出功率有多大。这些电池的功率约为每克 0.03 瓦。在林茨大学,太阳能电池的功率是这个数字的一千倍以上。

因此,太阳能发电很有可能在不久的将来变得更加容易,而不仅仅是用于小玩意儿。

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Mario Petzold, 2024-04-18 (Update: 2024-04-18)