[發明專利]等電位網絡三結砷化鎵太陽能電池陣結構及制造方法

在審

• 申請號: 201510341778.3
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104966742A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 趙穎;劉娜;劉松喆
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/05;H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及航天電源技術領域，特別是涉及一種等電位網絡三結砷化鎵太陽能電池陣結構及制造方法。

背景技術

近年來，隨著社會的快速發展，人類對能源的需求量變的是越來越大，但是由于傳統資源(比如煤炭、石油等)的儲量有限，因此科學家門需要不斷地去探尋新能源，比如目前最為公知的風能、太陽能、潮汐能等等。

眾所周知，由于太陽的壽命比較長，因此太陽能被認為是取之不盡，用之不竭的新型能源，目前，三結砷化鎵太陽能電池是一種廣泛應用于航天領域的電源；近年來，我國的航天事業迅猛發展，為衛星提供能源的三結砷化鎵太陽電池陣已經廣泛應用于航天領域。而進行全球空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子探測以獲取空間電磁和電離層信息的衛星也在逐年增加。等離子體和電磁場原位探測的必要條件是衛星對空間探測對象的干擾應該降低到不可觀測的程度，也就是說衛星相對于等離子體為“不可見”。這就需要把衛星的電位控制在一定的范圍內，通常為±2V，即本專利所涉及到的“等電位”。目前，我國對衛星表面充/放電特性逐步有了較為深刻的認識，但對于在衛星表面占很大比例的太陽電池陣表面的充放電特性，特別是對于有等電位要求的衛星，在電位控制技術方面研究甚少，而在三結砷化鎵太陽電池陣上應用等電位網絡技術還屬于空白階段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：把等電位網絡技術應用在三結砷化鎵電池陣上，在充分滿足衛星載荷用電需求的同時，達到控制太陽電池陣電位的目的。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種等電位網絡三結砷化鎵太陽能電池陣結構，包括N個三結砷化鎵太陽能電池組件，其中：N為大于2的自然數；其特征在于：

每個三結砷化鎵太陽能電池的效率大于28％；在每個三結砷化鎵太陽能電池上粘貼有抗輻照玻璃蓋片；所述抗輻照玻璃蓋片的厚度范圍是0.12mm～0.3mm；在每個抗輻照玻璃蓋片上蒸鍍有MgF₂減反射膜，在所述MgF₂減反射膜上蒸鍍有ITO透明導電膜；所述ITO透明導電膜的厚度不大于15nm；在所述ITO透明導電膜上蒸鍍有一對ITO膜金屬電極；每對ITO膜金屬電極之間的電阻值不大于10kΩ；

每個三結砷化鎵太陽能電池組件由M個三結砷化鎵太陽能電池組成，其中，M為大于2的自然數；上述M個三結砷化鎵太陽能電池的ITO膜金屬電極之間通過ITO互連片依次串聯；N個三結砷化鎵太陽能電池組件之間通過ITO匯流條和導線相互并聯之后，再通過鉸鏈與衛星結構地連接。

進一步：所述ITO透明導電膜為銦氧化物和錫氧化物的混合物。

所述銦氧化物為In₂O₃；所述錫氧化物為SnO₂。

所述In₂O₃和SnO₂的質量比是9：1。

所述ITO膜金屬電極為鈦-鈀-銀結構，每個ITO膜金屬電極的厚度為5μm。

所述ITO互連片為局部鍍金的銀箔，所述ITO互連片的厚度為0.03mm。

一種等電位網絡三結砷化鎵太陽能電池陣結構的制造方法，包括如下步驟：

步驟101、首先在抗輻照玻璃蓋片上蒸鍍MgF₂減反射膜，然后用真空蒸鍍的方法在MgF₂減反射膜之上蒸鍍ITO透明導電膜，在每個蒸鍍ITO透明導電膜之上蒸鍍一對ITO膜金屬電極，在每個ITO膜金屬電極上焊接ITO互連片，最后把抗輻照玻璃蓋片用硅橡膠粘貼在三結砷化鎵太陽電池上；

步驟102、每個三結砷化鎵太陽能電池陣包括N個三結砷化鎵太陽能電池組件，每個太陽能電池組件包括M個粘貼有ITO抗輻照玻璃蓋片的三結砷化鎵太陽能電池，三結太陽能電池的正負極以串聯的方式焊接在一起；

步驟103、將每個三結砷化鎵太陽能電池組件的M個三結砷化鎵太陽能電池上的ITO膜金屬電極通過ITO互連片焊接在ITO匯流條上，每個三結砷化鎵太陽能電池組件的三結砷化鎵太陽能電池上的ITO玻璃蓋片之間串聯成一個導電通路；

步驟104、將N個三結砷化鎵太陽能電池組件之間通過ITO匯流條和導線并接之后形成一個導電網絡，此導電網絡通過鉸鏈與衛星結構地連接。