李中華，趙 琳，王志民，魏 杰

（1.蘭州空間技術(shù)物理研究所 真空技術(shù)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000；2.西安交通大學(xué)，西安 710049）

0 引言

我國(guó)空間站建設(shè)工程已全面展開，計(jì)劃到2022年前后完成在軌組裝并投入運(yùn)營(yíng)，開展較大規(guī)模的空間科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)。從“和平號(hào)”空間站和國(guó)際空間站積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，宇航員在空間站長(zhǎng)期工作和生活是非常艱苦的，在空間站內(nèi)部模擬地球生活環(huán)境（要求同樣的陽(yáng)光、空氣、水分以及綠色植物等）是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。除了控制艙內(nèi)大氣成分與壓力、溫度和濕度、處理人體代謝物、監(jiān)控與處理有害氣體以及再生氧氣和水等技術(shù)外，對(duì)艙內(nèi)照明光源的光譜分布和照度也有一定的要求。由于航天員處在特殊的狹小艙內(nèi)空間中，艙內(nèi)的照明對(duì)航天員身體和心理都有一定的影響?？臻g站艙內(nèi)照明的相關(guān)技術(shù)參數(shù)主要包括：亮度分布、照度、眩光、方向性、光色特性、照明系統(tǒng)的效率、照明系統(tǒng)的可靠性與安全性等[1-2]。太陽(yáng)光是最適合人類照明的自然光，但是目前空間站內(nèi)部的照明光源依然采用傳統(tǒng)的人造光源（電燈）照明系統(tǒng)，人造光源不僅沒有自然光線舒適柔和，而且會(huì)消耗航天器極其有限的電力資源?？臻g站的電力資源主要由太陽(yáng)能電池陣提供，因?yàn)楣夥l(fā)電效率相對(duì)較低，造成空間站的發(fā)電能力有限。電燈照明產(chǎn)生大量的廢熱，需要由熱控系統(tǒng)排出，增加了熱控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步加重電能的消耗。另外，空間植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)是空間站科學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的組成部分，同樣需要可見光能源。因此，基于未來(lái)空間站宇航員長(zhǎng)期駐留的空間飛行要求，迫切需要研發(fā)出一種新技術(shù)或一套新系統(tǒng)，將太陽(yáng)光直接引入空間站飛行艙內(nèi)加以利用，滿足空間站長(zhǎng)期在軌飛行中對(duì)于艙內(nèi)照明、植物生長(zhǎng)光源、再生生命保障系統(tǒng)光源等多方面的需求，有效減輕空間站熱控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

1 太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的基本原理

空間站表面能夠接受的外空間太陽(yáng)光能量密度為1 353 W/m2，其中，可見光占整個(gè)太陽(yáng)光譜能量的38%左右，其余為紅外和紫外光。人眼能夠感知的和植物光合作用能夠利用的光波大部分是太陽(yáng)光譜中的可見光部分（380～780 nm），而紅外光波段（＞780 nm）、紫外光波段（＜380 nm）對(duì)艙內(nèi)照明或大部分綠色植物生長(zhǎng)是沒有利用價(jià)值的，甚至是有害的。如果能將空間太陽(yáng)光中的可見光與其他波段的光進(jìn)行分離利用，將可見光直接用于航天器艙內(nèi)照明或植物光合作用，省去中間的光電轉(zhuǎn)換過程，可大幅降低照明系統(tǒng)對(duì)空間站傳統(tǒng)光伏電能的依賴，降低對(duì)空間站有限電力資源的消耗。同時(shí)，將分離出來(lái)的紅外和紫外光通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)，以備在無(wú)太陽(yáng)光照條件下的輔助照明。

太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種綜合利用太陽(yáng)光能量的新型技術(shù)[3-10]，聚光系統(tǒng)（如反射拋物面聚光鏡、菲涅爾聚光透鏡等）采集全光譜的太陽(yáng)光能量，經(jīng)過光譜分離（分光）系統(tǒng)（如帶通濾光片）將太陽(yáng)光分解成可見光和紅外/紫外光兩部分?？梢姽馔ㄟ^集束光纖導(dǎo)入空間站的艙內(nèi)，直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光平板進(jìn)行艙內(nèi)照明，而紅外光部分利用GaSb窄帶隙光伏電池進(jìn)行光伏發(fā)電，電能被蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)用于背光條件下驅(qū)動(dòng)電燈照明，基本原理如圖1所示。

在太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)中，光波導(dǎo)系統(tǒng)（包括聚光采集系統(tǒng)和分光傳輸系統(tǒng)）是整個(gè)系統(tǒng)中的核心部件，也是表征太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)對(duì)于太陽(yáng)光綜合利用效率的關(guān)鍵技術(shù)部件。目前，主流的光波導(dǎo)系統(tǒng)大都采用旋轉(zhuǎn)拋物面反射聚光鏡+分光濾光片組合的方式實(shí)現(xiàn)，如圖2所示[3]。

圖1 空間太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)原理圖Fig.1 The principles of multiple utilization of solar energy in space

圖2 光波導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模示意圖Fig.2 The structure sketch of optical waveguide

衡量聚光能量轉(zhuǎn)換效率的最核心參數(shù)是一次聚光器的聚光比，其大小決定聚光器的類型選擇、材質(zhì)選擇及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化等[4]。以旋轉(zhuǎn)拋物面反射聚光器為例，幾何聚光比C的定義為：聚光器的開口面積與接收器的端面面積之比，如圖3所示。

式中：W為旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡的開口直徑；D為管狀接收器的直徑。

如果從結(jié)構(gòu)尺寸要求匯聚的可見光盡可能的被反射利用，則必須滿足：

圖3 拋物面反射鏡的光路設(shè)計(jì)示意圖Fig.3 The designing sketch of parabolic reflector

式中：L為光線入射點(diǎn)到拋物面焦點(diǎn)的距離；2θ為太陽(yáng)光的張角（太陽(yáng)光是非嚴(yán)格的平行光，具有一定張角2θ=32′）。其中，L可以通過求解聚光器的拋物線方程（x2=4fy）得到：

式中：ψ為入射點(diǎn)-焦點(diǎn)的連線與拋物面中軸線的夾角（位置角）；f為拋物面的焦距。

通過求解方程式（2）和式（3），可以得到接收器端面的最小直徑為：

在理想情況下，拋物面聚光鏡的幾何聚光比最終表達(dá)為：

其中，“相對(duì)光孔”N是用來(lái)衡量聚光影像的亮度或太陽(yáng)光輻射的集中度（N=W/f）。

聚光比越大，聚光能量轉(zhuǎn)換效率越高，但是過高的聚光比會(huì)產(chǎn)生接收器斷面的熱效應(yīng)及可靠性問題，必須對(duì)限制條件進(jìn)行綜合分析。

2 太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀

太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的研究歷史最早可以追溯到20世紀(jì)70年代。美國(guó)桑迪亞（Sandia）國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Duguay等[5]提出了利用太陽(yáng)光導(dǎo)入建筑物內(nèi)直接照明的系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4 太陽(yáng)光導(dǎo)入系統(tǒng)光路傳輸示意圖Fig.4 The sketch of the light path in sunlight guidance system

研究者設(shè)想在高大建筑物房頂開一個(gè)小洞，由平面鏡（M1）和聚光鏡（M2）構(gòu)成的太陽(yáng)光收集系統(tǒng)將太陽(yáng)光匯聚成束穿過房頂?shù)男《匆胧覂?nèi)；經(jīng)過一次透鏡（L1）還原為平行光照射到分光鏡（F）上，太陽(yáng)光被分離成兩部分：紅外光用于光伏發(fā)電，可見光一部分經(jīng)過凸面鏡（M3）反射到漫反射板用于辦公桌照明，另外一部分經(jīng)過漫反射鏡M4投射到屋內(nèi)天花板用于背景環(huán)境光源；多余的可見光再經(jīng)過組合光路（平面反射鏡M5和二次透鏡M2）引入下一層房間內(nèi)用于照明。

日本的La Foret工程公司推出了第一臺(tái)真正作為商品出售的太陽(yáng)光采集照明系統(tǒng)“Himanwari（向日葵光纖照明系統(tǒng)）”，如圖5所示[6]。該系統(tǒng)是一個(gè)能自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光的照明系統(tǒng)，主要由太陽(yáng)光聚光收集器（菲涅爾聚光透鏡）、太陽(yáng)跟蹤裝置、傳輸光纜和室內(nèi)照明終端等關(guān)鍵部件組成，另配有供夜間和陰雨天使用的人工照明光源裝置。

美國(guó)芝加哥大學(xué)費(fèi)米研究所成功地設(shè)計(jì)了一種新型高效太陽(yáng)能收集器（溫斯頓太陽(yáng)能聚光裝置）[7]。溫斯頓聚光器采取兩級(jí)聚光：第一級(jí)是用一個(gè)直徑為40.6 cm的普通反射聚光鏡聚焦太陽(yáng)光能量，并備有一套太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)，使受光面始終接受太陽(yáng)光的直射；第二級(jí)集光器位于第一級(jí)反射聚光鏡的焦面上，經(jīng)第一級(jí)集中的太陽(yáng)光通過凸透鏡進(jìn)入到有特殊內(nèi)表面高反光、充滿介質(zhì)油的雙拋物面反射集光腔內(nèi)進(jìn)一步聚光。入射光口直徑約l cm，輸出光口直徑只有1 mm。

圖5 日本“向日葵”采光照明系統(tǒng)Fig.5 concentration system of Japan helianthus

美國(guó)物理科學(xué)公司（Physical Sciences Inc.）也是較早開展太陽(yáng)能綜合應(yīng)用技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)之一。該公司設(shè)計(jì)了一套太陽(yáng)光聚光/分光裝置-光波導(dǎo)系統(tǒng)[8]，如圖6所示。

圖6 光波導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.6 The structure ketch of the optical waveguide

該裝置選用了一個(gè)直徑為50.8 cm的拋物面聚光鏡用于太陽(yáng)光的聚光收集，在聚光鏡的焦點(diǎn)處放置了一個(gè)光纖耦合裝置，將匯聚的太陽(yáng)光耦合到由石英光纖組成的光波導(dǎo)光纖束中，光波導(dǎo)光纜將高能量的匯聚太陽(yáng)光直接引入室內(nèi)照明。

美國(guó)3M公司、Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開發(fā)了混合太陽(yáng)光照明系統(tǒng)（Hy?brid Solar Lighting，HSL），如圖7所示。

圖7 HSL聚光裝置圖Fig.7 concentrator of HSL

HSL系統(tǒng)主要包括主動(dòng)式太陽(yáng)光采集器、二次聚光器、光纖傳輸、太陽(yáng)光照明、太陽(yáng)能電池等[10]，此項(xiàng)研究獲得美國(guó)能源部和聯(lián)邦資金的支持。目前，該系統(tǒng)已用于美國(guó)加州的Sacramento辦公建筑、德州的沃爾瑪超市商業(yè)建筑等項(xiàng)目中，其節(jié)能效果明顯。美國(guó)物理科學(xué)公司提出了一套空間太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)方案[11]，將全光譜的太陽(yáng)光分離成可見光和紅外光兩部分，分別加以利用，從而實(shí)現(xiàn)了真正意義上的太陽(yáng)光綜合利用，如圖8所示。

圖8 美國(guó)物理科學(xué)公司太陽(yáng)光利用方案的光譜分布圖Fig.8 The spectral distribution of the solar energy utilization of Physical Sciences Inc.

400～780 nm的可見光線全部反射，用于艙內(nèi)照明；780 nm以上紅外部分全部透過，用于光伏發(fā)電。對(duì)于紅外線光伏發(fā)電部分，該研究團(tuán)隊(duì)考察了窄帶隙半導(dǎo)體光伏材料，如單晶硅、GaSb和InGaAs電池等。單晶硅電池的禁帶寬度為1.2eV左右，可以吸收1 000 nm以下的太陽(yáng)光；InGaAs電池的禁帶寬度為0.8 eV，可以吸收1 550 nm以下的太陽(yáng)光；GaSb電池的禁帶寬度為0.7 eV，可以吸收1 800 nm以下的太陽(yáng)光。單從吸收帶寬來(lái)看，GaSb電池可以吸收更多的紅外光能量。紅外光伏組件被安裝在拋物面反射聚光器的焦點(diǎn)處，分光鏡的背面，經(jīng)過分光鏡透過的紅外光直接照射到GaSb電池上進(jìn)行光伏發(fā)電，如圖9所示。

圖9 GaSb電池片安裝位置示意圖Fig.9 Setting sketch of GaSb cells

歐盟于1990-2000年期間，用于太陽(yáng)能供暖研究和發(fā)展的經(jīng)費(fèi)預(yù)算85%轉(zhuǎn)向日光照明技術(shù)的研究。瑞士日光巴士（Heliobus）公司和俄羅斯Aizen?berg教授合作開發(fā)太陽(yáng)光室內(nèi)照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)由定日鏡（一種異形凹面鏡）采集太陽(yáng)光，通過棱鏡光管將太陽(yáng)光傳入室內(nèi)。另外，由德國(guó)、意大利、瑞典的建筑師和研究人員共同研制了被稱為“人造日光（Arthelio）”的太陽(yáng)光和硫燈組合照明系統(tǒng)[9]。

目前，國(guó)外的太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)在地面建筑方面的應(yīng)用較多，技術(shù)相對(duì)成熟，并且已經(jīng)有成熟化的商業(yè)設(shè)備投入實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于太陽(yáng)能綜合應(yīng)用技術(shù)在航天器上的應(yīng)用，目前文獻(xiàn)報(bào)道較少，主要是美國(guó)物理科學(xué)公司在從事相關(guān)研究，而且主要是研制地面實(shí)驗(yàn)樣機(jī)以及進(jìn)行相關(guān)地面性能測(cè)試，還沒有在空間應(yīng)用的報(bào)道，這說明空間太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的研究在國(guó)外航天技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家（主要是美國(guó)）也是處于剛剛起步的階段。中國(guó)的太陽(yáng)能采光或照明技術(shù)，過去雖然也有所研究，但是進(jìn)展緩慢。相關(guān)單位主要針對(duì)太陽(yáng)光照明的地面應(yīng)用開展了一些基礎(chǔ)性研究工作，而空間太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)研究還未開展。

3 太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)在空間站應(yīng)用的可行性分析

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、能源轉(zhuǎn)換效率、應(yīng)用成本以及技術(shù)成熟度等方面對(duì)比分析“太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)”與“傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣發(fā)電技術(shù)”兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，探索太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)在空間站應(yīng)用的可行性。

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)比分析

目前航天器普遍采用太陽(yáng)能電池陣列提供所需電力，為了保證航天器各電力驅(qū)動(dòng)部件和電子儀器設(shè)備的電力供應(yīng)，航天器采用的太陽(yáng)能電池陣列通常具有很大的尺寸。特別是空間站這種超大型航天器（如圖10所示），其太陽(yáng)能電池帆板通常是由成千上萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能電池單元組成的陣列，如國(guó)際空間站單幅電池陣的長(zhǎng)為73 m、寬為12 m，質(zhì)量達(dá)1 000 kg以上。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，發(fā)射成本較高。太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)由聚光鏡、分光鏡、光纖等組成，單個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生同樣光照度的太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)的尺寸和質(zhì)量不到用于空間站艙內(nèi)照明的太陽(yáng)電池帆板的五分之一。

圖10 國(guó)際空間站外景圖Fig.10 Aspect of ISS

傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)成熟，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)達(dá)15 a之久，平時(shí)的維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單；主要缺點(diǎn)是尺寸過大，質(zhì)量過重，造價(jià)較高。在保證同樣功率輸出的條件下，太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)的尺寸可以大幅減小，同時(shí)也會(huì)大幅降低整套系統(tǒng)的質(zhì)量，從而降低發(fā)射成本?？梢姡?yáng)光綜合利用技術(shù)方案在結(jié)構(gòu)方面具有高能量密度、體積小、質(zhì)量輕以及應(yīng)用安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是對(duì)光路設(shè)計(jì)精度要求較高，空間展開、安裝比較復(fù)雜。

3.2 能源轉(zhuǎn)換效率對(duì)比分析

目前國(guó)際空間站太陽(yáng)能電池帆板單晶硅的光電轉(zhuǎn)化效率在20%左右，單晶硅電池的禁帶寬度約為1.2 eV，可以吸收50%左右（波長(zhǎng)1 000 nm以下）的太陽(yáng)光能量，最終將電能再轉(zhuǎn)化為照明光源的能量，利用率普遍在10%～50%之間。因而利用傳統(tǒng)光伏發(fā)電驅(qū)動(dòng)人造光源照明，其最后的照明終端綜合使用效率不超過5%，其余大部分能量是以廢熱的形式排放到空間站艙內(nèi)，額外增加了航天器內(nèi)部熱控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，消耗航天器有限的電力資源。利用空間站太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)分離的可見光進(jìn)行照明，不僅沒有廢熱產(chǎn)生，而且其照明終端使用效率可以高達(dá)30%左右，如圖11所示。

圖11 兩種照明方案效率對(duì)比圖Fig.11 Efficiency contrast of two schemes

顯而易見，僅就終端照明的能量利用效率來(lái)看，“空間站太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)”提供的可見光照明具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.3 生物適應(yīng)性對(duì)比分析

太陽(yáng)光作為照明光源的突出優(yōu)勢(shì)是人和地球上的生物已經(jīng)適應(yīng)了這種天然的光源。圖12所示為幾種光源的光譜分布，可以看出：太陽(yáng)光是一種復(fù)合光，光頻連續(xù)分布，而其他光源中只有白熾燈或鹵素?zé)艟哂羞B續(xù)的光頻分布，接近于太陽(yáng)光。這種光源的發(fā)光效率最低，而且產(chǎn)生大量的廢熱。目前，商用光源以節(jié)能熒光燈和LED燈泡為主，這類光源的突出優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能效果顯著，但是光頻分布不連續(xù)，顯然不如自然的太陽(yáng)光更適合于人類環(huán)境的照明或植物的生長(zhǎng)。另外，太陽(yáng)光綜合利用系統(tǒng)中采用光纖導(dǎo)入照明的好處并不僅僅局限于節(jié)能，其更重要的意義在于對(duì)人體健康有益。眾所周知，太陽(yáng)光對(duì)于人體健康是非常重要的，可以促進(jìn)人體鈣質(zhì)吸收、提高人體免疫機(jī)能、殺滅室內(nèi)有害細(xì)菌、促進(jìn)人體新陳代謝。

圖12 幾種光源的光譜分布對(duì)比圖Fig.12 Spectrum distributing contrast of several kinds of lamps

3.4 成本對(duì)比分析

可見光照明是空間站太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的核心，也是未來(lái)替代傳統(tǒng)電力驅(qū)動(dòng)電燈照明的優(yōu)勢(shì)所在。以日本“向日葵”光纖照明系統(tǒng)為例，一套24鏡光機(jī)系統(tǒng)的平均售價(jià)在1.5萬(wàn)美元左右，提供的可見光照明照度在3 800 Lx左右，相當(dāng)于1 500 W（30個(gè)50 W的白熾燈泡）的電燈亮度，可以滿足150 m2的照明需求，與10 m2太陽(yáng)電池陣產(chǎn)生的電能提供的照度相當(dāng)?？臻g太陽(yáng)電池陣按照350萬(wàn)美元/m2建造成本計(jì)算，10 m2的電池陣成本約為3 500萬(wàn)美元。如果將類似“向日葵”光纖照明系統(tǒng)在空間使用，即使建造成本上升100倍，總價(jià)僅約150萬(wàn)美元，大幅低于電池陣的建造成本。

3.5 技術(shù)成熟度對(duì)比分析

光伏發(fā)電技術(shù)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的研究與發(fā)展，已經(jīng)成為目前太陽(yáng)能直接利用中最有效，也是最主流的應(yīng)用技術(shù)。太陽(yáng)能電池材料的發(fā)展經(jīng)歷了從第一代硅基半導(dǎo)體、第二代多組分薄膜太陽(yáng)能電池，到目前以有機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為代表的第三代光伏電池的過程。其中，第一代硅基太陽(yáng)能電池技術(shù)最為成熟，其比例約占整個(gè)太陽(yáng)電池產(chǎn)量的90%以上，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到空間和地面的光伏發(fā)電系統(tǒng)中。航天器的電力供應(yīng)從第一代單晶硅太陽(yáng)能電池陣列發(fā)電發(fā)展到第二代GaAs薄膜電池，這種光伏發(fā)電技術(shù)的技術(shù)成熟度很高，設(shè)備設(shè)計(jì)與構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，后期的檢修維護(hù)容易。“太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)”在地面的應(yīng)用已經(jīng)有成熟化的商業(yè)產(chǎn)品出售，節(jié)能效果明顯，綜合成本低廉。在航天器的應(yīng)用方面，只有美國(guó)開展了原理性樣機(jī)的前期研發(fā)工作，還沒有進(jìn)入空間實(shí)際應(yīng)用階段，屬于前沿性的航天科研技術(shù)，而我國(guó)目前尚沒有相關(guān)研究報(bào)道。因而，“空間站太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)方案”的技術(shù)成熟度與“傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣方案”相比，略顯不足。

4 結(jié)論

本文闡述了太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的基本原理，回顧了太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀；從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、能源轉(zhuǎn)化效率、應(yīng)用成本以及技術(shù)成熟度等方面，分析了“太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)”與“傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣技術(shù)”兩種空間站應(yīng)用方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、能源轉(zhuǎn)化效率、生物適應(yīng)性以及建造成本等方面，“空間站太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)方案”相對(duì)于“傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣方案”具有巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)研發(fā)的不斷深入，太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)必將在空間站或深空探測(cè)等空間活動(dòng)中得到應(yīng)用。特別是在空間站的艙內(nèi)照明和植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)光源方面，“空間站太陽(yáng)光綜合利用技術(shù)”可以作為“傳統(tǒng)太陽(yáng)電池陣技術(shù)”的一種有益補(bǔ)充，為空間站能源提供一種新的光源。