热光伏组件

高超声速飞行器减重

将发动机高温辐射转化为电能，同时实现热防护，降低发动机壁面热流。

Qi, Yinke · Ma, Xiaofeng · 姜培学 · 祝银海

Energy Conversion and Management 2025

参数信息

净热电转换效率

10.5 %

发电量

175.75 kW

峰值发电密度

58 kW/m²

燃烧室重量降低

2.43 %

壁面热流降低

2/3

功率重量比

0.88

总热防护需求降低

1 MW

技术优势

冷却负担减轻

热光伏电池吸收高温辐射，使燃烧室壁面热流降低近 2/3，并减少约 1 MW 的热防护需求。

重量降低

热防护结构需求减少，使燃烧室重量降低 2.43%（长度 3.12 m）。

高功率密度

发电密度曲线峰值达 58 kW/m²，在 Ma6 工况下可输出 175.75 kW 电力。

应用场景

• 高超声速飞行器热管理：利用高温辐射发电，同时降低燃烧室壁面热流，减轻热防护系统负担。
• 飞行器发动机：集成于发动机燃烧室冷却通道，在提供热防护的同时产生额外电力。
• 热光伏发电：利用发动机高温部件辐射的不可见光发电，无需额外热源。
• 热电转换：在发动机极端热环境下将废热转化为电能，系统简单可靠，适合飞行器应用。