专利名称：三结太阳电池阵布片布置方法
技术领域：
本发明属于太阳电池技术领域，特别是涉及一种三结太阳电池阵布片布置方法。
背景技术：
目前，随着对航天器电源系统功率需求的增加，单结太阳电池已经难以满足需求， 三结砷化镓太阳电池由于其效率高、抗辐照能力强等优点被越来越广泛的应用在航天电源上，单结电池阵的布片设计很难满足三结电池对于剩磁、防静电放电等方面的要求，所以针对三结太阳电池阵的布片设计方法是太阳电池阵的关键技术之一，也是要解决的关键技术问题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种三结太阳电池阵布片布置方法。本发明的目的是提供一种方法简单，减少剩磁，可靠性高，电池片片间电压低，防静电放电，便于生产，可互换性强，适用范围广，生产效率高等特点的三结太阳电池阵布片布置方法。三结砷化镓太阳电池阵的布片设计方法包括“镜面映射”的布置方式；多折往返布置；模块化设计；南北两翼布片形式完全相同。“镜面映射”的布置方式其特征在于减少了剩磁；多折往返布置方式其特征在于减小了电池片片间电压，满足了防静电放电的要求；模块化设计其特征在于便于生产；南北两翼布片形式完全相同其特征在于具有可互换性。上述四点设计方法集成成为三结砷化镓太阳电池阵的布片设计，这种设计方法满足了可靠性要求，符合航天器电源系统功率增加的需求。本发明三结太阳电池阵布片布置方法所采取的技术方案是三结太阳电池阵布片布置方法，其特点是太阳电池阵布片采用镜面映射布置，多折往返布置，南北两翼布片形式相同的布置方式；镜面映射布置方式为每一块太阳电池板分成四个分阵，两两分阵之间完全对称。本发明三结太阳电池阵布片布置方法还可以采用如下技术方案所述的三结太阳电池阵布片布置方法，其特点是南北两翼布片形式相同的布置方式是采用模块化设计，每块太阳电池板上的四个分阵完全相同。所述的三结太阳电池阵布片布置方法，其特点是多折往返布置方式的多折结构， 呈S形往返布置在太阳电池板上，减小了电池片片间电压。本发明具有的优点和积极效果是三结太阳电池阵布片布置方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明三结砷化镓太阳电池阵的布片设计是针对三结砷化镓太阳电池与单结砷化镓太阳电池在效率、抗辐照能力、剩磁要求等方面的不同，对原有的方法进行的重新设计，采用了新的布片方法，满足了太阳电池阵在可靠性等方面的要求。这种方法包括第一，采取了“镜面映射”的布置方式，减小了剩磁，满足了可靠性要求；第二，采用多折往返布置，减小了电池片片间电压，满足了防静电放电的要求；第三，采用模块化设计，便于生产；第四，南北两翼布片形式完全相同，具有可互换性。
图I是本发明部分三结太阳电池阵布片布置结构示意图；图2是本发明每一块太阳电池板的四个分阵布置结构示意图；图3是本发明太阳电池单元电路布局图。图中，I-互连片，2-汇流条，3-太阳电池片，4-压紧点，5-基板，6_负极，7_负极， 8-正极,9-正极。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下参阅附图I至图3。实施例I三结太阳电池阵布片布置方法，采用镜面映射布置，多折往返布置，南北两翼布片形式相同的布置方式；镜面映射布置方式为每一块太阳电池板分成四个分阵，两两分阵之间完全对称。多折往返布置方式的多折结构，呈S形往返布置在太阳电池板上，减小了电池片片间电压。南北两翼布片形式相同的布置方式是采用模块化设计，每块太阳电池板上的四个分阵完全相同。图I中，压紧点是基板的一部分，起到运输时固定锁紧的作用。互联片焊接在太阳电池的电极上，用于连接另一片电池，起到串联的作用。汇流条焊接在太阳电池电极上，用于每一折电池的两端，起到串并联和电流引出的作用。将太阳电池通过互联片和汇流条连接成为一个单元电路，将单元电路粘贴在太阳电池基板上。本实施例的具体实施过程太阳电池阵的发电单元采用相同规格的三结砷化镓太阳电池。I)根据以下公式计算太阳电池串联片数Ns = Va/VcVc = [Vmp+ β ν (Τ-25) ] KvzhKvcsKvfz式中Ns-太阳电池电路串联片数Va-太阳阵寿命末期的工作电压Vc-单体电池寿命末期最佳工作点电压 Vmp-单体太阳电池最佳工作点电压(ΑΜ0，25 °C )β ν-电压温度系数T-太阳电池阵工作温度Kvzh-电压组合损失因子Kvcs-电压测试误差因子因子
2)根据以下公式计算太阳电池并联片数
Np = Ia/Ic
Ia = Pa/Va
Ic= [Imp+^ (T-25) H1zhK1csK1fz
式中Νρ-太阳电池电路并联片数
Ia-太阳阵寿命末期的工作电流
Ic-单体电池寿命末期最佳工作点电流
Pa-太阳阵寿命末期的功率需求
Va-太阳阵寿命末期的工作电压
Imp-单体太阳电池最佳工作点电流(AM0，25°C )
βr电流温度系数
T-太阳电池阵工作温度
K1zh-电流组合损失因子
K1cs-电流测试误差因子
K1fz-电流辐照损失因子
3)依据串联片数，将太阳电池串划分为多折结构，以减小电池片片间电压，满足防静电放电的要求。
如图3所示，多折往返的布置方式，以2并60串单元电路为例，图2为五折往返布
置。图中正极与正极并联，负极与负极并联，形成一个60串的单元电路，将60串的电路以 5折方式布置，每折12串。4)依据并联片数，将太阳电池阵电路划分为结构形式相同的单元电路，实现模块化设计，便于生产。5)将各太阳电池电路模块以“镜面映射”的方式对称布置在太阳电池板上，达到减小剩磁的目的。如图2所示，镜面映射的布置方式，每一块太阳电池板分成四个分阵，两两分阵之间完全对称，如图I。图中四个分阵均关于X轴、Y轴和原点对称。6)南北两翼采用完全相同的布片形式，实现可互换性。模块化设计南北两翼的布片形式完全相同，每块太阳电池板上的四个分阵完全相同，便于生产人员生产，同时使用者可以互换使用。
权利要求
1.三结太阳电池阵布片布置方法，其特征是太阳电池阵布片采用镜面映射布置，多折往返布置，南北两翼布片形式相同的布置方式；镜面映射布置方式为每一块太阳电池板分成四个分阵，两两分阵之间完全对称。
2.根据权利要求I所述的三结太阳电池阵布片布置方法，其特征是南北两翼布片形式相同的布置方式是采用模块化设计，每块太阳电池板上的四个分阵完全相同。
3.根据权利要求I或2所述的三结太阳电池阵布片布置方法，其特征是多折往返布置方式的多折结构，呈S形往返布置在太阳电池板上，减小了电池片片间电压。
全文摘要
本发明涉及一种三结太阳电池阵布片布置方法。本发明属于太阳电池技术领域。三结太阳电池阵布片布置方法，其特征是太阳电池阵布片采用镜面映射布置，多折往返布置，南北两翼布片形式相同的布置方式；镜面映射布置方式为每一块太阳电池板分成四个分阵，两两分阵之间完全对称。本发明具有方法简单，减少剩磁，抗辐照能力，电池片片间电压低，防静电放电，便于生产，可互换性强，适用范围广，生产效率高等优点，满足了太阳电池阵在可靠性等方面的要求。
文档编号H01L31/042GK102593213SQ20121007553
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者崔新宇, 薛梅, 邹世纯, 鲍伟丰 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所