[发明专利]一种薄膜式半刚性太阳电池阵及其制作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及航天领域电源技术，尤其涉及一种薄膜式半刚性太阳电池阵及其制作方法。

背景技术

航天器绝大部分都采用太阳电池阵进行供电，太阳电池阵上的太阳电池串发出的电能通过电缆输送至航天器内部供航天器使用，目前应用最广泛的是刚性太阳电池阵，这种刚性太阳电池阵采用铝蜂窝刚性基板，虽然电池阵的刚性较好，但具有重量较重的缺点。

为克服这个缺点，国内外发展了一种半刚性太阳电池阵，这种电池阵是在刚性框架上敷设柔性的玻璃纤维网，采用钩挂的方式在玻璃纤维网的网格上安装太阳电池模块，采用绑扎的方式在玻璃纤维网的网格上安装电缆和隔离二极管等元器件，虽然这种半刚性太阳电池阵与传统的刚性太阳电池阵相比具有重量较轻的优点，但其太阳电池模块的制作与安装过程、电缆和隔离二极管等元器件的安装过程都非常复杂，只能依靠手工方式进行，难以实现自动化生产，生产效率低下。另外这种半刚性太阳电池阵的模块的正、背两面均采用玻璃盖片进行封装，多个模块之间的连接需要采用额外的导线从而组成太阳电池组件，模块安装在玻璃纤维网上需要采用金属制成的挂钩，这些增加的玻璃盖片、导线和金属挂钩也增加了电池阵的重量。

发明内容

本发明解决的问题是现有的半刚性太阳电池阵的制作方法生产效率低和制作过程复杂的问题，本发明解决的另一个问题是现有的半刚性太阳电池阵重量较重的问题；为解决所述问题，本发明提供一种薄膜式半刚性太阳电池阵及其制作方法。

本发明提供一种薄膜式半刚性太阳电池阵，包括：基板、太阳电池组件、连接片、板内电缆和框架，所述基板采用轻质的薄膜或薄板，所述太阳电池组件黏附在基板的一个表面，所述板内电缆敷设在基板的另外一个表面；所述板内电缆一端绕过所述基板，通过连接片与太阳电池组件电连接；所述框架采用轻质的刚性材料，所述基板固定在框架上。

进一步，所述基板和框架采用以下三种结构中的任意一种：

第一种、所述框架与基板连接的端面上有多个悬臂，悬臂和基板的边缘部分进行固定，板内电缆的一端通过两个悬臂之间的空隙处绕过基板的边缘和基板正面的连接片相连接；

第二种，所述基板的端面为齿状，突出的齿状结构和框架进行固定，板内电缆的一端通过两个齿状结构之间的空隙处绕过基板的边缘和基板的正面的连接片相连接；

第三种，所述框架上需要和基板固定的一面制成凹凸不平的结构，其中突出的部分和基板进行固定，板内电缆的一端通过两个突出部分之间的空隙处绕过基板的边缘和基板的正面的连接片相连接。

进一步，所述基板的材料为塑脂、碳纤维、玻璃纤维中的任意一种。

进一步，所述板内电缆由多根细长的金属线芯构成，每根线芯的一端并列排放在一起，另一端弯折后延伸出一段距离。

进一步，所述连接片的材料为银、铜或可阀合金中的一种，所述板内电缆的材料为银、铜或可阀合金中的一种。

进一步，所述太阳电池阵还包括设置在基板背面的板间电缆和隔离二极管，所述板间电缆为敷设在基板上的并列排放的多个金属薄片，所述隔离二极管为薄片状结构，所述隔离二极管和板内电缆相串联。

本发明所提供的薄膜式半刚性太阳电池阵的制作方法，包括： 步骤一、将板内电缆敷设在基板的一个表面，将连接片敷设在基板的另一个表面；步骤二、将板内电缆的线芯的一端进行弯曲成型后绕过基板的边缘与连接片相连接；步骤三、将基板固定在框架上；在上述三个步骤中的任意一步之前或之后将太阳电池组件敷设在基板的表面，并将连接片与太阳电池组件进行连接。

进一步，对所述板内电缆的线芯的一端进行弯曲成型，采用具有圆弧面的工装固定在基板的边缘处，将线芯的一端沿着圆弧面弯折直至接触到基板的正面的连接片，然后取下工装。

进一步，所述太阳电池组件和连接片的连接、板内电缆和连接片的连接，采用电阻焊、钎焊、超声焊中的任意一种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

由于本发明的基板采用轻质的薄膜材料或薄板材料，所述连接片、板内电缆、板间电缆均为敷设在所述基板上的金属薄片，所述隔离二极管为薄片状结构，太阳电池组件的安装采用直接粘贴在基板上的形式，与目前的半刚性太阳电池阵相比，省去了背面封装的玻璃盖片、模块间的连接导线以及金属挂钩等部件，所以，具有重量轻的优点。另外，板内电缆、板间电缆、太阳电池组件、连接片和隔离二极管等可以自动化敷设，所以，生产效率高、制作简单。