基于有机/无机复合材料的航天环境下高效热电转换技术研究

摘要

针对航天飞行器电源系统问题,设计了利用太阳直射面与背阴面的有机/无机复合材料温差发电的装置。在现有太阳电池阵列电源系统的基础上,利用温差发电改进了电源系统,并对其设计原理的合理性、可靠性、经济性以及先进性做出了分析。选取聚偏氟乙烯/镍纳米线复合材料的相关参数以及铜导电板为例进行了理论计算,结果表明:当热电元件腿长较短时,接触效应对热电发电模块的影响很大;选取合适的腿长,装置可以获得较高的输出功率密度,质量比功率达到7.21 W/kg。相比较原先的太阳电池阵列,这种新设计可有效地利用星外资源,节约成本并提供能源。