6月29日，神舟九號順利返回，裝載著無限的榮耀和自豪。神舟九號飛船(下稱“神九飛船”)發射升空，此次為神九飛船提供太陽能光伏電池陣的研發機構是位于天津的中國電子科技集團公司第十八研究所(下稱“十八所”)。神九飛船太陽能光伏電池陣集成了神舟八號載人飛船的技術狀態，采用了三結砷化鎵太陽能電池作為基本發電單元，其平均光電轉換效率、發電能力均已達到國際先進水平，能夠為飛船提供充足的電能，確保各系統正常工作。

    砷化鎵是重要的半導體材料，被用來制作微波集成電路、紅外線發光二極管、半導體激光器和太陽電池等，砷化鎵電池在航天領域的應用更普遍，探測火星表面的精神號和機會號機器人，采用的都是這種電池。

神舟九號順利著陸

    晶體硅太陽能光伏電池或者單結砷化鎵太陽能電池，只能吸收特定光譜范圍的太陽光，其轉換效率不高。“而多結砷化鎵太陽能電池，可通過不同材料層的疊加，使其分別選擇性地吸收和轉換太陽光譜的不同子域，這樣就可以大幅度提高太陽能電池的光電轉換效率。”

    揭開“砷化鎵”的神秘面紗

    砷化鎵(galliumarsenide)化學式GaAs，黑灰色固體，熔點1238℃。它在600℃以下，能在空氣中穩定存在，并且不為非氧化性的酸侵蝕。因價格昂貴，砷化鎵素有“半導體貴族”之稱。

    砷化鎵到底有多貴?“在同樣的環境下，用砷化鎵制造的太陽能電池板發起電來每瓦需要數千元，而我們現在使用的多晶硅太陽能電池板每瓦的發電成本不會超過6元錢。”孟憲淦告訴記者。

    雖然這位“半導體貴族”沒有被普遍運用在發電領域，但可千萬別小看它曾經爆發出的能量，早在20年前，它就已名震海內外。1991年，海灣戰爭爆發，砷化鎵作為激光制導導彈的重要材料登上戰爭的舞臺，中國有句老話叫做“百發百中”，以砷化鎵為主要材料的光電轉化技術以一定的規律控制武器的飛行方向、姿態、高度和速度，不僅能夠“百發百中”，更在海灣戰爭中留下了“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。

    2001年7月31日，中國科學家宣布掌握了砷化鎵單晶生產技術，成為繼日本、德國之后又一掌握此項技術的國家。但盡管砷化鎵晶片的造價在不斷的技術革新中有所下降，目前仍遠遠高于普通硅片。
十八所提供給本報的資料顯示，為了提高神九飛船太陽能帆板有效布片面積的布片率，神九采用了大面積電池，其單體電池尺寸為39.8mm*60.4mm，是目前我國在軌應用單體面積最大的三結砷化鎵太陽電池;該電池電路在對力學環境和熱環境的適應性方面，均表現出良好的適應性。

    據悉，目前某些國內企業正在從事將三結砷化鎵太陽電池應用于地面的工作，通過減小電池的面積，用聚光材料把數百倍的太陽光聚焦到非常小的電池片上，以減少成本;此外還需要安裝對日跟蹤裝置追隨陽光蹤跡，在聚光條件下其理論光電轉換效率可達到40%。

    “不過，目前三結砷化鎵太陽電池工藝復雜、生產成本還非常高，還要解決很多問題，所以暫時難以進入大規模推廣階段。”據孟憲淦透露，目前三結砷化鎵電池的成本高達數千元/瓦，遠高于目前15元/瓦的普通多晶硅電池系統成本。然而，有業內人士預測，在未來幾年，隨著生產技術的持續進步，聚光型砷化鎵太陽電池地面應用成本有望不斷下降，并逐漸進入快速發展階段。<