[發(fā)明專利]星用太陽電池陣的靜電放電防護處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110425705.4
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102548172A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉業(yè)楠;王志浩;易忠;張超;鄧佳欣;唐小金;徐焱林;陳金剛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: H05F1/02
• 分類號: H05F1/02;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器空間環(huán)境效應(yīng)及防護領(lǐng)域，具體涉及一種用于星用太陽電池陣的靜電放電防護的處理方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星太陽電池陣在等離子體中會發(fā)生靜電放電效應(yīng)，并可能會引起二次電弧，進而使工作的太陽電池陣短路失效，對于其發(fā)生的靜電放電效應(yīng)的防護，目前主要采取以下幾種方式：

1、在電池片的玻璃蓋片表面增加一層導(dǎo)電膜，減緩不等量充電效應(yīng)的產(chǎn)生；

2、對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)進行電位控制，增加電子或等離子體發(fā)射裝置來提升結(jié)構(gòu)電位，減少不等量充電電壓；

3、在電池串間填膠，使其不能形成導(dǎo)電通路。

然而對于上述幾種方式，都有相應(yīng)的缺點，對于方法1，玻璃蓋片表面鍍導(dǎo)電膜需要很復(fù)雜的工藝，同時所有電池片表面導(dǎo)電膜都要連接起來，一方面增大太陽電池陣的加工難度，另一方面也容易因為人工或其他因素導(dǎo)致表面導(dǎo)電膜與下層的電池片發(fā)生短路等情況，同時還降低了電池片表面的透射率；對于方法2，一方面結(jié)構(gòu)電位控制儀器很復(fù)雜，對于衛(wèi)星整體可靠性會產(chǎn)生影響，而且相對的投入很大，對衛(wèi)星需要較高功率、重量。對于方法3，填膠會增加太陽電池陣重量，同時一旦由于人工原因引起填膠中有氣孔、氣泡，則反而更容易放電，并產(chǎn)生比防護前更嚴重的損傷。

因此，為了確保降低太陽電池陣在軌靜電放電風(fēng)險，必須提出更為簡單、有效的防護方法，滿足衛(wèi)星太陽電池陣對靜電放電防護的空間需求，解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種星用太陽電池陣的靜電放電防護處理方法，利用在等離子體中電流收集增強效應(yīng)，通過電場加速等離子體中電子及電子撞擊到表面形成的二次電子，對被處理表面進行轟擊，從而提高表面在等離子體環(huán)境中的防靜電放電性能。

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種星用太陽電池陣的靜電放電防護處理方法，其中，將星用太陽電池陣設(shè)置在真空容器中，真空容器中為等離子體處理環(huán)境，等離子密度范圍在10¹⁰～10¹³m^-3，等離子體的電子溫度在10eV以下，星用太陽電池陣連接的外部電路為直流恒流電源，其負端接地，正端穿過真空容器，處理過程中，先將恒流電源的電流輸出限額進行調(diào)節(jié)至其輝光放電能量在星用太陽電池陣的電池片所允許的損傷閾值能量以下，在真空容器中產(chǎn)生等離子體，并使等離子體擴散至被處理的太陽電池陣周圍，然后逐步增加恒流電源的電壓，直至發(fā)生電流收集突變效應(yīng)，在太陽電池陣表面產(chǎn)生輝光，并使輝光擴散至整個太陽電池陣，維持一段時間后停止恒流源，持續(xù)時間按處理時間內(nèi)放電累積能量不損傷電池片的最低限值來選取，放電能量對電池片的損傷閾值應(yīng)在對電池陣處理前通過抽樣電池片試驗的方式得出。在處理完成后停止等離子體和真空，取出電池陣。

優(yōu)選地，等離子體使用的工質(zhì)為氬或氪。

真空容器內(nèi)工作時的真空度不能低于0.1Pa，優(yōu)選地，不低于0.01Pa。

本方法旨在為衛(wèi)星太陽電池陣的靜電放電防護提出新的處理方法，相比已有的防護方法具有工藝簡單，不額外增加衛(wèi)星需要等優(yōu)點。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法一方面不在太陽電池上增加其他設(shè)計，減小了工藝復(fù)雜度，另一方面不需要增加其他控制電位的載荷，減小了衛(wèi)星重量、功率上的需求。通過地面實際驗證，處理后電池陣的輸出特性沒有變化和損失，同時其在等離子體中的靜電放電閾值大幅提高，可達處理前的4倍以上，同時放電頻率也大幅降低。在妥善保存的情況下，處理后較長一段時間太陽電池陣仍可維持高靜電放電閾值和較低的放電頻率。

附圖說明

圖1為實施本發(fā)明的星用太陽電池陣的靜電放電防護處理方法的裝置示意圖。

其中，1、受處理太陽電池陣；2、真空容器；3、真空系統(tǒng)；4、等離子體源；5、直流恒流電源；6、穿真空連接件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的星用太陽電池陣的靜電放電防護處理方法作進一步的說明。