太阳电池阵

摘要： 航天器部件遭受超高速撞击具有随机性;撞击损伤既有机械损伤,也可能会有功能损伤;而撞击后果具有复杂性,可能不会影响正常工作,可能造成任务降级,也可能造成任务失败。在航天器的超高速撞击风险评估和防护中,首先需要明确部件的撞击失效模式,然后采取针对性的防护措施,以达到事半功倍的效果。本文通过功率电缆、数据电缆、射频电缆、太阳电池阵、锂电池的超高速撞击效应,梳理出部件的主要失效模式,并给出了可能造成任务失败的失效模式,本文工作为航天器的空间碎片撞击影响和空间碎片防护设计提供参考。

摘要： 太阳电池阵列是LEO(近地轨道)卫星最主要的电力来源,但其光电转化效率受温度的影响。通过分析太阳辐射、地球辐射和地球反射等外热流对太阳电池阵阳极表面(与太阳电池相连的表面)和阴极表面(阳极表面的背面)的影响,并考虑到阳极表面和阴极表面的热传导,建立了太阳电池阵阳极表面和阴极表面的温度模型。进而建立太阳电池的电流模型和电压模型,考虑太阳电池阵的串并联情况建立了发电功率模型,并进行了仿真计算,可以为LEO卫星的供配电系统设计提供参考。

摘要： 太阳电池阵是绝大多数卫星在轨运行的唯一能量来源,针对未来6G空间通信建设卫星星座的需求,卫星太阳电池阵需要在输出功率不变的情况下进一步减小质量和体积。卷绕式柔性太阳电池阵具有轻质、高效、无需展开驱动等特性,成为空间太阳电池阵发展的一个重要方向。梳理了卷绕式太阳电池阵发展的历程,介绍了国内外卷绕式太阳电池阵的发展现状,并对关键技术进行梳理,为未来6G卫星太阳电池阵选型及卷绕式太阳电池阵的发展提供参考。

摘要： 为应对低轨卫星太阳电池阵输出电流下降导致的在轨运行风险,需要进一步提升对太阳电池阵输出电流监视诊断的准确性和及时性。首先,针对太阳电池阵输出电流精细化诊断的需求,分析了传统工况条件关联、差值比对关联诊断方法的局限性,以及影响诊断报警精度和时效的原因;然后,提出了借鉴性能量化评估思路的归一化诊断方法,并给出了数据处理算法及诊断流程。经在轨验证,结果表明:归一化诊断方法有效可行,诊断精度相较关联诊断方法的电流波动6~10A提升至0.5A,满足快速、精确诊断的需求。

摘要： 针对深空探测轨道的低温低光强环境条件对太阳电池阵输出性能的影响进行分析和实验验证,结合工程应用给出低温低光强下太阳电池阵的功率预计方法,为深空探测太阳电池阵设计和整器功率平衡计算提供参考。

摘要： 针对航天器太阳电池阵用互连片对耐原子氧侵蚀的需求,文章设计了一种双面银镀金互连片。对界面处银在金元素中的扩散深度以及原子氧对互连片侧面的侵蚀做了理论计算与原子氧试验微观分析。对互连片进行了总通量为7.83×10^(26)atoms/m^(2)(等效低轨15年)的原子氧侵蚀试验,并对互连片在试验前后的外观进行了观察对比,对试验后材料表面元素以及侧面侵蚀程度、材料强度等方面做了系统分析,对采用双面银镀金互连片制作的太阳电池组件进行了88000次温度循环试验,充分验证了互连片及焊点的空间环境适应性。研制的双面银镀金互连片成功应用于某低轨长寿命航天器太阳电池阵,大幅提升了太阳电池阵供配电稳定性。

摘要： 针对柔性太阳电池阵板间电缆产品半刚性超薄多层结构的特点,通过Roll-to-Roll等离子体增强化学气相沉积技术在电缆表面沉积原子氧防护涂层的方式,提高产品整体原子氧防护能力,从而满足核心舱在轨服役要求。所制备的硅系惰性防护涂层厚度均匀性可以达到20%(400 nm),制备的防护涂层具有重量轻、柔韧性好、辐射率变化小等特点。通过地面原子氧环境模拟试验,被防护的电缆产品在2.5×1026atom/m2累计通量原子氧侵蚀下,整体质量损失小于0.5 mg/cm2,剥蚀率相较未防护的电缆下降2个数量级。该涂层还可适应温度循环、紫外辐照、电离辐照等空间环境。

摘要： 低地球轨道(LEO)航天器高压太阳电池阵存在与等离子体相互作用发生静电放电(ESD)导致其失效的风险,需要确定产生一次放电和二次放电的电压阈值并采取相应的防护措施.文章模拟LEO等离子体环境,采用刚性基板三结砷化镓太阳电池试验件,试验研究了LEO条件下高压太阳电池阵在无防护与涂胶防护状态下发生一次放电和二次放电的电压阈值.在太阳电池组件同样并联间隙情况下,试验结果表明:无防护试验件发生一次放电的电压阈值为110 V,涂胶防护试验件发生一次放电的电压阈值为120 V;太阳电池电路通0.83 A电流,无防护试验件发生二次放电的电压阈值为150 V,涂胶防护试验件发生二次放电的电压阈值为160 V.因此,在设计高压太阳电池阵时,建议合理控制相邻太阳电池串之间的电压差和并联间隙,以及采用在相邻太阳电池串之间涂敷硅橡胶等措施,以有效控制太阳电池阵静电放电的发生.

摘要： 针对微小卫星太阳电池阵高体积比的功率需求,设计了带柔性印制电路(FPC)的太阳电池阵.该太阳电池阵将太阳电池、FPC与基板集成为一体,具有厚度薄、质量小等优点.通过热循环试验对其环境适应性进行考核,X射线检测结果表明,太阳电池阵上锡焊焊盘与覆铜层连接部位受热应力的影响较大,在长期高低温循环条件下存在锡焊焊盘与覆铜层断裂的风险.为此,给出提升太阳电池阵上FPC抗热形变能力的设计建议,以期为后续太阳电池阵设计提供参考.

摘要： 太阳电池阵是航天器的电力来源,时常受到微流星体和空间碎片撞击而损伤,导致太阳电池阵输出功率下降.采用二级轻气炮对航天器太阳电池阵开展了空间碎片超高速撞击地面模拟试验,研究了不同撞击速度、弹丸直径、撞击点位置工况下太阳电池阵伏安特性的衰减规律.共进行了12次试验,其中5次因弹托撞击试件而无效,7次试验数据有效.试验结果显示,弹丸的直径和撞击速度、撞击位置三者均对伏安特性影响较大,地面模拟试验与在轨飞行试验产生的损伤形貌符合良好.通过数据分析了电池阵失效面积与剥落区面积、穿孔面积、弹丸动能、撞击位置四者之间的关系.研究发现,电池阵失效面积与剥落区面积两者之比介于7—37,电池阵失效面积与穿孔面积两者之比介于50—150.撞击在电池片中心区域,失效面积明显高于撞击在电池片边缘或者连接处.电池阵失效面积?SSA与动能E(E=πρd3v2/12)的立方根比较吻合.为了建立功率损失面积与弹丸直径和撞击速度的准确方程,首先假设三者存在幂指数关系,再通过数据拟合方法求解待定系数,最终建立了适用于国内太阳电池阵的功率损失?P max方程和?SSA方程.当撞击在电池片中心区域?P max=0.047dv2/3时,?SSA=260dv2/3.当撞击在电池片边缘或者连接处?P max=0.033dv2/3时,?SSA=180dv2/3.方程预测偏差在 ±13.3％以内,平均偏差为7.6％.该方程可用于描述在0°撞击角条件下电池阵功率损失或失效面积两者与弹丸的直径、撞击速度、撞击位置的函数关系.本文的研究方法对我国航天器太阳帆板超高速撞击环境下性能退化评估有借鉴意义,所建立的功率损失方程和失效面积方程,能够预测空间碎片造成的太阳电池阵的功率下降规律和失效面积规律,对我国航天工程实践具有重要的工程应用价值.

摘要： 某倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星成功发射并在轨稳定可靠工作.该卫星能源系统采用三结砷化镓太阳电池阵作为一次电源,在光照期间为整星提供能源.这是三结砷化镓高效太阳电池在导航工程的首次应用.空间辐照效应的影响,使太阳电池输出功率随其在轨时间的推移而逐渐衰减.通过对ISGO卫星在轨遥测数据的统计,从太阳电池阵输出电流、温度两方面,对应用于高轨卫星的三结砷化镓太阳电池阵在轨特性进行了分析.三结砷化镓电池阵的在轨特性可为后续组网卫星的能源设计提供重要参考.

摘要： 针对中、小型卫星设计了一种具有加强区域碳纤维栅格蒙皮结构的太阳电池阵基板,该结构优化设计在国内尚属首次应用.介绍了太阳电池阵基板结构设计及优化,并通过了飞行卫星上的成功应用,验证了其结构形式及功能实现的可靠性、安全性及合理性.结果表明,该结构能够提高太阳电池阵基板的刚度特性.

摘要： 空间太阳电池阵静电放电引起的新失效模式会对太阳电池阵带来不良影响.根据等效电路原理建立空间太阳电池阵静电放电模型,通过改变不同元件参数模拟不同情况下空间太阳电池阵静电放电的情况,得到空间太阳电池阵一次放电和二次放电的脉冲电流波形.在空间太阳电池阵一次放电通路中,当电路中电阻值一定时,随着电感的增大,电流脉冲幅值逐渐减小,振荡逐渐增多,脉宽逐渐增大.当电路中电感值一定时,随着电阻的增大,电流脉冲幅值逐渐减小,振荡变化幅度不大,脉宽逐渐减小.在空间太阳电池阵二次放电过程中,电阻值一定时,随着电路中电感的增大,电流脉冲幅值变化不大,振荡逐渐增多,脉宽逐渐增大.研究结果可对空间太阳电池阵安全防护提供一定的理论依据.

摘要： 研究太阳电池阵静电放电的时域和频域特征,为掌握太阳电池阵充放电形成机制提供依据.静电放电地面模拟试验在SCF-900航天器带电地面综合模拟试验装置中完成,通过电子辐照方法进行太阳电池阵静电放电试验.试验中将太阳电池阵结构与真空室地隔离,利用电子枪模拟GEO轨道最坏空间带电环境,通过电子枪辐照样品表面使其充电,当积累电子产生的负电位超过太阳电池材料的电压击穿阈值时,在电池阵表面会发生静电放电.利用电流探头CT-2(1mV/1mA)、单极子天线和数字存储示波器TerkDPO4104(带宽1GHz,采样频率5GHz)来测量电流、电场并记录其波形.太阳电池阵表面充电静电电位是产生静电放电的放电源,放电过程中激发出脉冲宽度为几μs的瞬态放电电流,产生的脉冲电流峰-峰值幅度为几安培到十几安培,波形是幅度逐渐衰减的振铃波.太阳电池阵静电放电辐射场持续时间几百ns至几个μs的瞬态信号,辐射场强度为几千V/m,其频谱覆盖了零到几百MHz的范围.太阳电池阵静电放电太阳电池阵静电放电的时域特征表现为脉冲群,信号波形具有陡峭的前沿,频率范围主要集中在0～50MHz之间.该结论对于实测航天器静电放电信号特征具有重要的参考价值.

摘要： 随着载人航天技术的高速发展,空间站有效载荷对功率的需求不断增加.因此对太阳电池阵提出了大功率、长寿命、高可靠等新要求.柔性太阳电池阵具有重量轻、收拢厚度小、展开面积大等技术优势的同时,由于柔性太阳电池阵电池基板柔性易变形、收拢厚度小等特点,无法借鉴刚性/半刚性太阳电池阵的吊挂方式或气浮方式进行地面收拢/展开试验.柔性太阳电池阵地面分层吊挂展收技术与传统刚性/半刚性太阳电池阵的吊挂展收技术相比有3大特点:第一,电池基板的重力平衡方式由力平衡变为力和力矩平衡;第二,电池基板吊挂系统采用分层技术减少吊挂系统的收拢厚度;第三,吊挂系统的运动方式由面内运动变为直线运动,减少太阳电池阵额外展收阻力.柔性太阳电池阵地面分层吊挂展收技术在传统刚性/半刚性太阳电池阵的吊挂展收技术的基础上进行了改进创新,可以为中国后续开展空间站柔性太阳电池阵大型地面展收试验提供技术指导.

摘要： 卫星型号在发射前需经历地面运输的过程,并布置传感器对运输过程中的力学响应进行实时监测,获得时域和频域的力学响应特性,以分析运输过程对产品性能的影响.经对本所研制发射的风云三号等卫星型号的太阳电池阵运输数据分析表明:空中运输和铁路运输的环境优于公路运输环境;运输力学响应主要为低频振动且量级较小;运输横向力学响应明显小于纵向响应;运输力学响应受路况和车速影响较大;隔振器隔振效果不尽相同;太阳电池阵单独运输和装星运输的力学响应量级基本相当.经可靠性分析,运输不会对太阳电池阵产生疲劳损伤.

摘要： 火星表面大量尘埃在太阳电池阵表面的累积将会导致其输出功率下降甚至太阳电池阵功能失效.近年来,电帘除尘方法被认为是在火星着陆任务中进行尘埃防护最有效手段之一.本文开展了火星尘埃累积对三结砷化镓太阳电池性能影响实验研究,得到了火星尘埃累积量与太阳电池电压、电流和相对输出功率数值模型:通过除尘技术分析,确定并电帘除尘装置构型;依据制备得到的除尘电帘,对不同火星尘埃累积下电帘的除尘效率进行了研究,为火星着陆太阳电池阵遥测数据分析和开发自适应除尘太阳电池阵提供有力的技术支持.

摘要： 目前,国内外合成孔径雷达(SAR)卫星正在由大卫星向小卫星领域发展.本文介绍了小卫星平台针对SAR载荷大功率需求的特点而进行的双独立母线以及太阳电池阵和蓄电池组联合供电体制的优化设计.通过实际测试数据进行了一系列的分析,结果表明大功率供配电系统设计方案可以满足SAR载荷等大功率负载的需求,实现了小卫星功率水平和能量密度的有效提升.

摘要： 对于大型卫星的大面积太阳电池阵,由于收拢高度较大,太阳电池阵释放后,刚性压紧连杆和太阳电池阵间会发生运动干涉,传统的连杆式压紧装置存在运动干涉隐患,可靠性很低.本文介绍了一种新型柔性绳式压紧释放机构,通过预紧柔性绳实现压紧,通过切割器切割柔性绳实现释放,释放中能有效地避免与太阳电池阵的运动干涉问题,又能实现机构的简易安装,保证了系统设计的可行性.

摘要： 本文设计的立方体卫星太阳阵—蓄电池组供配电组件由四个标准PC104模块组成,采用无缆化(或少缆化)实现先进互联堆栈式组合,为整星提供12V一次母线和多路二次电源供电.采用太阳电池阵预分配的半调节母线轻便拓扑结构,实现锂离子蓄电池组恒流限压安全充电.以混合配电机制整合卫星能源,降低功率变换损耗,提高能源利用率.组件软件植入能源安全运行模式及状态显示,与地面预警参数数据库配合实现多星组网运行和管理.

摘要： 本发明是一种薄膜化合物太阳电池，其包括：电池主体；以及树脂膜，形成在电池主体的光接收侧的相反侧，此电池主体包括：太阳电池层叠体，由多个化合物半导体层构成；第一电极，形成于太阳电池层叠体的光接收侧的第一表面的一部分，且具有第一极性；第二电极，形成于太阳电池层叠体的光接收侧的与第一表面不同的第二表面，且具有第二极性；以及第三电极，形成于太阳电池层叠体的光接收侧的相反侧的表面的一部分，且具有第二极性；太阳电池层叠体包含具有PN结层的电池层与形成于此电池层的光接收面相反侧的表面的一部分的接触层；第三电极形成在接触层上。

摘要： 一种搭载太阳电池模块（17）的太阳电池模块用架台，具备：第一固定金属件（43），该第一固定金属件（43）载置在上述太阳电池模块（17）的框部件（19）上；上述太阳电池模块（17）的框部件（19）下的横条；以及螺栓（45），该螺栓（45）将上述第一固定金属件（43）与上述横条紧固，以使上述第一固定金属件（43）与横条夹住上述太阳电池模块（17）的框部件（19）。上述第一固定金属件（43）具有与上述太阳电池模块（17）的框部件（19）抵接的抵接部位，上述第一固定金属件（43）的上述抵接部位具有向上述太阳电池模块（17）的框部件（19）侧突出的环状突条（43e）。

摘要： 本发明涉及一种太阳电池互联方法、太阳电池及太阳电池组件。上述太阳电池互联方法无需在太阳电池的正、背两面加设焊点和主栅，从而有效降低了太阳电池表面的遮光率，保证了太阳电池的光电转换效率。上述太阳电池采用太阳电池互联方法，无需在太阳电池的正、背两面加设焊点和主栅，从而有效降低了太阳电池表面的遮光率，保证了太阳电池的光电转换效率。上述太阳电池组件，利用太阳电池各自的第一导电丝线与第二导电丝线进行互联，太阳电池的正、背两面无需加设焊点和主栅，从而有效降低了太阳电池表面的遮光率，保证了太阳电池的光电转换效率。

摘要： 本发明的太阳电池单元是由半导体衬底构成的长方形的太阳电池单元，该太阳电池单元在用于发电时的受光面具有受光面集电极，在相对于所述受光面的相反面中的宽度方向的一端部具有形成在所述半导体衬底上的背面集电极，在所述相反面中的所述宽度方向的另一端部形成有不具备所述背面集电极的无电极区域。

摘要： 本申请公开了一种太阳电池片、太阳电池串及太阳电池组件。太阳电池片包括扇形电池片本体，所述电池片本体的正面设置有正面电极和多根细栅线，所述正面电极和所述细栅线相交并电连接，所述电池片本体的背面设置有背面电极，所述正面电极与所述背面电极的数量相等。太阳电池组件包括顺次排布并相互电连接的多个太阳电池串，所述太阳电池串的两侧分别设置有多个突出部，相邻的两个所述突出部之间形成有凹陷部，任一所述太阳电池串的所述突出部伸入相邻的所述太阳电池串的所述凹陷部内。提高了单晶硅棒的利用率，降低了生产成本。

摘要： 本申请公开了一种太阳电池片、太阳电池串及太阳电池组件，其中，太阳电池片，包括基板，所述基板的正面设置有栅线，以及与栅线连接的正面电极，所述正面电极延伸至所述基板边缘的部位设置有分叉部，至少所述分叉部高于所述基板，所述分叉部包括延伸至所述边缘的两分支，两所述分支之间形成焊带穿行通道。由于设置了高于基板的分叉部，分叉部的两分支之间形成焊带穿行通道，在进行太阳电池互联时，连接两相邻电池片的焊带通过焊带穿行通道穿过重叠区域，这样就减小或消除因焊带厚度带来的两太阳电池片的重叠处，上下方向上的间距，随着间距的降低，存在隐裂或破碎的可能性也相应的降低。

摘要： 本发明提供一种太阳电池阵的粘贴方法及其制成太阳电池阵，包括以下：对太阳电池组件进行正压粘贴，使所述太阳电池组件粘贴至太阳电池阵基板上，形成太阳电池阵；将正压粘贴完成后的太阳电池阵静置定型；将太阳电池阵置于真空加热环境，对静置定型后的太阳电池阵进行负压粘贴；将负压粘贴后的太阳电池阵静置固化。本发明在保证平整度的同时增加太阳能电池组件与太阳电池阵基板的匹配度，可以充分地将太阳能电池组件粘贴牢固至太阳能电池阵基板上，避免发生碎片、掉片的风险，降低电池碎片率，有效提升粘贴效率，保证更换太阳电池片的可操作性，提升了现场工艺实施的工作效率。

摘要： 本发明涉及一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法，属于空间用太阳电池制造技术领域，更为具体的涉及一种高可靠互连结构，以及一种太阳电池阵包括如上所述互连结构。一种互连结构由第一太阳电池与第二太阳电池串联而成，其中第一太阳电池与第二太阳电池分别具备：(a)与电池P型电极相连的U型互连件；(b)与电池N型电极相连的T型互连件。U型互连件和T型互连件均为一体式结构，其中U型互连件和T型互连件可以实现机械互联和焊接熔融互联，使第1太阳电池和第2太阳电池相互串联，该串联结构具有平面减应力和旋转减应力功能，提高了太阳电池互连可靠性，对太阳电池阵空间应用及推广具有重要价值。

摘要： 本发明涉及一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法，属于空间用太阳电池制造技术领域，更为具体的涉及一种高可靠互连结构，以及一种太阳电池阵包括如上所述互连结构。一种互连结构由第一太阳电池与第二太阳电池串联而成，其中第一太阳电池与第二太阳电池分别具备：(a)与电池P型电极相连的U型互连件；(b)与电池N型电极相连的T型互连件。U型互连件和T型互连件均为一体式结构，其中U型互连件和T型互连件可以实现机械互联和焊接熔融互联，使第1太阳电池和第2太阳电池相互串联，该串联结构具有平面减应力和旋转减应力功能，提高了太阳电池互连可靠性，对太阳电池阵空间应用及推广具有重要价值。

摘要： 本发明提供一种太阳电池阵的粘贴方法及其制成太阳电池阵，包括以下：对太阳电池组件进行正压粘贴，使所述太阳电池组件粘贴至太阳电池阵基板上，形成太阳电池阵；将正压粘贴完成后的太阳电池阵静置定型；将太阳电池阵置于真空加热环境，对静置定型后的太阳电池阵进行负压粘贴；将负压粘贴后的太阳电池阵静置固化。本发明在保证平整度的同时增加太阳能电池组件与太阳电池阵基板的匹配度，可以充分地将太阳能电池组件粘贴牢固至太阳能电池阵基板上，避免发生碎片、掉片的风险，降低电池碎片率，有效提升粘贴效率，保证更换太阳电池片的可操作性，提升了现场工艺实施的工作效率。