[發明專利]一種薄膜式半剛性太陽電池陣及其制作方法

有效

• 申請號: 201410429622.6
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104241419B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 雷剛;陳萌炯;韋祎;王志彬;程志君;金超
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

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技術領域

本發明涉及航天領域電源技術，尤其涉及一種薄膜式半剛性太陽電池陣及其制作方法。

背景技術

航天器絕大部分都采用太陽電池陣進行供電，太陽電池陣上的太陽電池串發出的電能通過電纜輸送至航天器內部供航天器使用，目前應用最廣泛的是剛性太陽電池陣，這種剛性太陽電池陣采用鋁蜂窩剛性基板，雖然電池陣的剛性較好，但具有重量較重的缺點。

為克服這個缺點，國內外發展了一種半剛性太陽電池陣，這種電池陣是在剛性框架上敷設柔性的玻璃纖維網，采用鉤掛的方式在玻璃纖維網的網格上安裝太陽電池模塊，采用綁扎的方式在玻璃纖維網的網格上安裝電纜和隔離二極管等元器件，雖然這種半剛性太陽電池陣與傳統的剛性太陽電池陣相比具有重量較輕的優點，但其太陽電池模塊的制作與安裝過程、電纜和隔離二極管等元器件的安裝過程都非常復雜，只能依靠手工方式進行，難以實現自動化生產，生產效率低下。另外這種半剛性太陽電池陣的模塊的正、背兩面均采用玻璃蓋片進行封裝，多個模塊之間的連接需要采用額外的導線從而組成太陽電池組件，模塊安裝在玻璃纖維網上需要采用金屬制成的掛鉤，這些增加的玻璃蓋片、導線和金屬掛鉤也增加了電池陣的重量。

發明內容

本發明解決的問題是現有的半剛性太陽電池陣的制作方法生產效率低和制作過程復雜的問題，本發明解決的另一個問題是現有的半剛性太陽電池陣重量較重的問題；為解決所述問題，本發明提供一種薄膜式半剛性太陽電池陣及其制作方法。

本發明提供一種薄膜式半剛性太陽電池陣，包括：基板、太陽電池組件、連接片、板內電纜和框架，所述基板采用輕質的薄膜或薄板，所述太陽電池組件黏附在基板的一個表面，所述板內電纜敷設在基板的另外一個表面；所述板內電纜一端繞過所述基板，通過連接片與太陽電池組件電連接；所述框架采用輕質的剛性材料，所述基板固定在框架上。

進一步，所述基板和框架采用以下三種結構中的任意一種：

第一種、所述框架與基板連接的端面上有多個懸臂，懸臂和基板的邊緣部分進行固定，板內電纜的一端通過兩個懸臂之間的空隙處繞過基板的邊緣和基板正面的連接片相連接；

第二種，所述基板的端面為齒狀，突出的齒狀結構和框架進行固定，板內電纜的一端通過兩個齒狀結構之間的空隙處繞過基板的邊緣和基板的正面的連接片相連接；

第三種，所述框架上需要和基板固定的一面制成凹凸不平的結構，其中突出的部分和基板進行固定，板內電纜的一端通過兩個突出部分之間的空隙處繞過基板的邊緣和基板的正面的連接片相連接。

進一步，所述基板的材料為塑脂、碳纖維、玻璃纖維中的任意一種。

進一步，所述板內電纜由多根細長的金屬線芯構成，每根線芯的一端并列排放在一起，另一端彎折后延伸出一段距離。

進一步，所述連接片的材料為銀、銅或可閥合金中的一種，所述板內電纜的材料為銀、銅或可閥合金中的一種。

進一步，所述太陽電池陣還包括設置在基板背面的板間電纜和隔離二極管，所述板間電纜為敷設在基板上的并列排放的多個金屬薄片，所述隔離二極管為薄片狀結構，所述隔離二極管和板內電纜相串聯。

本發明所提供的薄膜式半剛性太陽電池陣的制作方法，包括：?步驟一、將板內電纜敷設在基板的一個表面，將連接片敷設在基板的另一個表面；步驟二、將板內電纜的線芯的一端進行彎曲成型后繞過基板的邊緣與連接片相連接；步驟三、將基板固定在框架上；在上述三個步驟中的任意一步之前或之后將太陽電池組件敷設在基板的表面，并將連接片與太陽電池組件進行連接。

進一步，對所述板內電纜的線芯的一端進行彎曲成型，采用具有圓弧面的工裝固定在基板的邊緣處，將線芯的一端沿著圓弧面彎折直至接觸到基板的正面的連接片，然后取下工裝。

進一步，所述太陽電池組件和連接片的連接、板內電纜和連接片的連接，采用電阻焊、釬焊、超聲焊中的任意一種。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

由于本發明的基板采用輕質的薄膜材料或薄板材料，所述連接片、板內電纜、板間電纜均為敷設在所述基板上的金屬薄片，所述隔離二極管為薄片狀結構，太陽電池組件的安裝采用直接粘貼在基板上的形式，與目前的半剛性太陽電池陣相比，省去了背面封裝的玻璃蓋片、模塊間的連接導線以及金屬掛鉤等部件，所以，具有重量輕的優點。另外，板內電纜、板間電纜、太陽電池組件、連接片和隔離二極管等可以自動化敷設，所以，生產效率高、制作簡單。