波音平流层太阳能无人机背后的中国身影

美国航空科技媒体Aviation Week & Space Technology最新报道显示，美国波音公司旗下的极光飞行科学公司(Aurora)近日设计了一款被叫做“奥德修斯”的平流层太阳能无人机，这款无人机的翼展高达243英尺(约合74米)，打破了无人机翼展的世界纪录。更加引人注目的是，“奥德修斯”依靠太阳提供动力，可以有效实现“无限飞行”，并且拥有当今持久性太阳能航空器里面最大的有效载荷能力。

在外观上，“奥德修斯”的最大特征，就是在机翼表面、尾翼边缘和垂直尾翼上都覆盖了太阳能电池。Aviation Week & Space Technology的最新报道引用极光飞行首席技术官和无人驾驶飞行系统副总裁汤姆·克兰西(Tom Clancy)的说法表示：“把太阳能电池集成到飞机的结构中，提供了相对较高的功率重量比。”

与“奥德修斯”本身的设计理念和性能特征相比，赋予了“奥德修斯”无限飞行能力和最大载荷能力的太阳能电池技术更加值得关注。因为对于无人机行业来说，这很可能是革命性的。

而对于中国人来说，似乎更有理由去了解为“奥德修斯”提供太阳能电池的公司及其技术——因为正是汉能控股集团旗下子公司Alta Devices(以下简称“汉能阿尔塔”)的砷化镓柔性太阳能电池阵列与复合表面板，在背后为“奥德修斯”打破世界纪录提供了技术支撑。

无人机突破

近年来，全世界出现了一大批致力于在民用市场和消费级市场推广、普及无人机技术的公司，这其中以来自中国的大疆最为著名。但对于无人机行业来说，无法回避的问题是，在动力方案上无论采用锂电池、氢燃料电池等，还是采用内燃机发电等，续航时间较短都是制约行业发展的主要问题之一。

公开资料显示，当前多旋翼无人机的续航世界纪录是7小时17分。一架普通的大疆消费级航拍无人机，大概会配置容量为5000毫安左右的锂电池，续航时间大约为半小时。

随着民用和消费级无人机市场的不断壮大，为了改善续航现状，更多的动力方案被探讨和采用。其中一种方案就是，在无人机上安装太阳能电池，当阳光充足的时候，让太阳能电池自动吸收能量，并储存在电池内部作为动力来源，进而解决无人机的续航问题。不过，这要求电池必须是轻薄的、柔性的，既可以为无人机提供动力，又不能增加负担。

在薄膜太阳能领域拥有较多核心技术的汉能，就瞄准无人机市场做了诸多的尝试。比如将砷化镓薄膜太阳能电池应用在无人机上，研发出续航时间为6~10小时、作业范围为400~700公里的固定翼工业级太阳能无人机。公开资料显示，这种无人机与常规的纯电池动力无人机相比，不仅在续航时间和作业范围上提升较大，而且取得了较大的性能升级。

极光飞行的“奥德修斯”也很好地验证了上述这些说法。根据汤姆·克兰西的介绍，“奥德修斯”不仅可以承载比同类其他任何无人机更大的有效载荷，而且有更好的适应性和可重新配置性，搭载专业观测设备以后，可观测到关键且复杂的环境退化因素，包括植被、冰川覆盖甚至地面水分等数据，将成为天气及气候研究的理想设备。

提升砷化镓转化率

实际上，就在极光飞行推出“奥德修斯”之前，汉能阿尔塔刚刚再次刷新了单结砷化镓电池的世界纪录。根据世界三大再生能源研究机构之一的德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)的权威认证，汉能阿尔塔砷化镓薄膜单结电池的转换效率达到29.1%，成为新的世界纪录。

公开资料显示，砷化镓薄膜单结电池转换效率的世界纪录2010年被Alta Devices突破。此后，Alta Devices连续6次刷新自己创造的世界纪录。在29.1%之前，Alta Devices上一次的世界纪录，是2018年上半年创造的28.9%。