6月29日，神舟九号顺利返回，装载着无限的荣耀和自豪。神舟九号飞船(下称“神九飞船”)发射升空，此次为神九飞船提供太阳能光伏电池阵的研发机构是位于天津的中国电子科技集团公司第十八研究所(下称“十八所”)。神九飞船太阳能光伏电池阵集成了神舟八号载人飞船的技术状态，采用了三结砷化镓太阳能电池作为基本发电单元，其平均光电转换效率、发电能力均已达到国际先进水平，能够为飞船提供充足的电能，确保各系统正常工作。

    砷化镓是重要的半导体材料，被用来制作微波集成电路、红外线发光二极管、半导体激光器和太阳电池等，砷化镓电池在航天领域的应用更普遍，探测火星表面的精神号和机会号机器人，采用的都是这种电池。

神舟九号顺利着陆

    晶体硅太阳能光伏电池或者单结砷化镓太阳能电池，只能吸收特定光谱范围的太阳光，其转换效率不高。“而多结砷化镓太阳能电池，可通过不同材料层的叠加，使其分别选择性地吸收和转换太阳光谱的不同子域，这样就可以大幅度提高太阳能电池的光电转换效率。”

    揭开“砷化镓”的神秘面纱

    砷化镓(galliumarsenide)化学式GaAs，黑灰色固体，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不为非氧化性的酸侵蚀。因价格昂贵，砷化镓素有“半导体贵族”之称。

    砷化镓到底有多贵?“在同样的环境下，用砷化镓制造的太阳能电池板发起电来每瓦需要数千元，而我们现在使用的多晶硅太阳能电池板每瓦的发电成本不会超过6元钱。”孟宪淦告诉记者。

    虽然这位“半导体贵族”没有被普遍运用在发电领域，但可千万别小看它曾经爆发出的能量，早在20年前，它就已名震海内外。1991年，海湾战争爆发，砷化镓作为激光制导导弹的重要材料登上战争的舞台，中国有句老话叫做“百发百中”，以砷化镓为主要材料的光电转化技术以一定的规律控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度，不仅能够“百发百中”，更在海湾战争中留下了“砷化镓打败钢铁”的美名。 {$page$}

    2001年7月31日，中国科学家宣布掌握了砷化镓单晶生产技术，成为继日本、德国之后又一掌握此项技术的国家。但尽管砷化镓晶片的造价在不断的技术革新中有所下降，目前仍远远高于普通硅片。
十八所提供给本报的资料显示，为了提高神九飞船太阳能帆板有效布片面积的布片率，神九采用了大面积电池，其单体电池尺寸为39.8mm*60.4mm，是目前我国在轨应用单体面积最大的三结砷化镓太阳电池;该电池电路在对力学环境和热环境的适应性方面，均表现出良好的适应性。

    据悉，目前某些国内企业正在从事将三结砷化镓太阳电池应用于地面的工作，通过减小电池的面积，用聚光材料把数百倍的太阳光聚焦到非常小的电池片上，以减少成本;此外还需要安装对日跟踪装置追随阳光踪迹，在聚光条件下其理论光电转换效率可达到40%。

    “不过，目前三结砷化镓太阳电池工艺复杂、生产成本还非常高，还要解决很多问题，所以暂时难以进入大规模推广阶段。”据孟宪淦透露，目前三结砷化镓电池的成本高达数千元/瓦，远高于目前15元/瓦的普通多晶硅电池系统成本。然而，有业内人士预测，在未来几年，随着生产技术的持续进步，聚光型砷化镓太阳电池地面应用成本有望不断下降，并逐渐进入快速发展阶段。<