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薄膜太陽電池フィルムアレイシートモジュール軌道上実証システム(SFINKS)

SFINKS(Solar cell Film array sheet for Next generation on KOUNOTORI Six)とは?

「こうのとり」6号機に搭載するJAXA研究開発部門で開発した「高効率薄膜3接合太陽電池」の軌道上実証装置。



開発の背景


従来の宇宙用太陽電池=太陽電池の表面にガラスを貼り、厚さ数センチのアルミハニカム基板に貼りつけたもの
今後、通信衛星のオール電化など、宇宙機の電力要求が高くなってきている中、
軽くて変換効率が高い太陽電池の開発の要請
2015年 世界に先駆けて「高効率薄膜3接合太陽電池」の開発完了




開発経緯
2005年 高効率薄膜太陽電池セルの開発を開始
2009年 2接合型薄膜太陽電池セル(変換効率25%)の開発完了
2015年 3接合型薄膜太陽電池セル(変換効率30%以上)及びセルアレイシートの開発を完了、SFINKSの開発を開始
2016年 SFINKS開発完了

*薄膜太陽電池セル及びセルアレイシートは、シャープ(株)が開発



高効率薄膜3接合太陽電池の特徴


現在、実用可能な宇宙用太陽電池の中で、世界一の変換効率と軽さを実現した太陽電池
「軽くて高変換効率のため、オール電化衛星などの電力要求の高い衛星にも対応可能」
「非常に薄く柔軟性のある素材のため、小型衛星など衛星本体に貼ることも可能」


  1. 「軽い」
    従来型 2.2g ⇒ 薄膜 0.33g(太陽電池1枚(約27cm2)あたり)
  2. 「高変換効率」
    従来型 29.5% ⇒ 薄膜 32%
  3. 「柔軟性がある」、「パネル板に貼らなくてよい」
    軽くて丈夫な構造のフレームに貼るだけで太陽電池パネルとして使用可能。非常に薄いため、何枚かを電気的に接合してラミネートする技術(フィルムアレイシート)も開発。




SFINKSの概要


装置の構成
  • フレームに太陽電池フィルムアレイシートを貼付。
  • 本体下部に電流、電圧、温度の計測装置がある。
実証試験内容 本実証装置ではシートの電流(Isc)、電圧(Voc)出力を測ることで、
  • 打上げ衝撃環境に耐えるか
  • 宇宙の放射線や紫外線に耐えるか
を実証する。
実証試験期間 「こうのとり」6号機 軌道投入~大気圏再突入まで
設置場所 以下写真図示のとおり。もともと太陽電池パネルが設置してあった場所で、現在は実証試験用プラットフォームとして使用している場所に設置。



完成したSFINKSの外観

「こうのとり」6号機に搭載されたSFINKS


今後の予定

「こうのとり」6号機におけるSFINKS 軌道上実証の結果を踏まえ、海外市場も含めた薄膜太陽電池の市場開拓と、シェア獲得に向けた活動を行います。