CN104443439A - 一种折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，区别于传统的刚性太阳电池阵和柔性太阳电池阵，太阳电池阵基板为柔性衬底，太阳电池电路为高度集成化，整个太阳电池阵的线路在柔性衬底的内部，且该类型的太阳电池阵可实现折叠状展开收拢动作，可广泛应用于空间卫星等飞行器电源分系统中。该电池内置的柔性展开式太阳电池阵主要包括太阳电池、柔性基板、刚性衬底和集成电路等四部分，相对传统形式太阳电池阵具有重量比功率大、收拢体积小、可靠性高等优点，对未来空间太阳电池阵技术发展及应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种应用空间飞行器上的折叠展开式柔性太阳电池阵。
背景技术
现在空间飞行器应用的绝大部分太阳电池阵都是刚性太阳电池阵，在国外和平号空间站和哈勃望远镜等目标飞行器成功应用半刚性太阳电池阵和柔性太阳电池阵技术，但在国内尚无半刚性太阳电池阵和柔性太阳电池阵成功应用的经验。
随着空间太阳电池阵技术的发展，柔性太阳电池阵技术因其重量比功率大、收拢体积小等优点成为空间太阳电池阵技术重点发展方向，目前我国空间站等目标飞行器正在研制柔性太阳电池阵技术。
随着空间科学技术的发展，对太阳电池阵技术的要求也会越来越高，要求太阳电池阵展开面积大、输出功率高、重量轻等，传统的刚性太阳电池阵将难以满足未来发展的需求，因此，发明一种能够折叠展开的柔性太阳电池阵技术对未来太阳电池阵技术的发展及应用具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是设计一种太阳电池内置、内部电路集成以及可折叠的柔性太阳电池阵，这种类型的太阳电池阵重量比功率高并且可收拢、展开。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，包括刚性衬底(1)、柔性基板(2)、正极集成电路(3)、折叠区域(4)、负极集成电路(5)、裸露铜(6)、叠层太阳电池(7)、焊点(8)、导线(9)、正极输出端(10)、负极输出端(11)；所述叠层太阳电池(7)固定安装在柔性基板(2)上，在柔性基板(2)的背面固定有刚性衬底(1)，且在内部有正极集成电路(3)和负极集成电路(5)，正极集成电路(3)、负极集成电路(5)的输出端通过与引出导线(9)、裸露铜(6)与焊点(8)焊接，经过柔性基板(2)内部集成电路连接到正极输出端(10)和负极输出端(11)，实现电性能的输出；所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵上设有折叠区域(4)，仅由柔性基板(2)构成；所述折叠区域(4)位于正面安装叠层太阳电池(7)、背面固定有刚性衬底(1)的柔性基板(2)之间。
本发明的优点是：太阳电池阵电路集成、可靠，太阳电池阵的折叠和展开操作方便，太阳电池受到很好的保护、避免碎片，集成电路的设计可减少很多导线的使用，减轻太阳电池阵的重量。
附图说明
图1是本发明的折叠展开式电池内置柔性展开式太阳电池阵结构示意图。
图2是本发明的折叠展开式电池内置柔性展开式太阳电池阵局部侧视图。
具体实施方式
下面结合测试实例和附图，对本发明专利做进一步的说明，但本发明专利的实施方式不仅限如此。
参见图1，本发明所述的折叠展开式电池内置柔性展开式太阳电池阵结构示意图如图所示，具体包括：刚性衬底1、柔性基板2、正极集成电路3、折叠区域4、负极集成电路5、裸露铜6、叠层太阳电池7、焊点8、导线9、正极输出端10、负极输出端11组成。
所述叠层太阳电池7通过胶粘的方式固定安装在柔性基板2上，在柔性基板2的背面固定有刚性衬底1，且在内部有正极集成电路3和负极集成电路5，正极集成电路3、负极集成电路5的输出端通过与引出导线9、裸露铜6与焊点8焊接，经过柔性基板2内部集成电路连接到正极输出端10和负极输出端11，实现电性能的输出；所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵上设有折叠区域4，仅由柔性基板2构成；所述折叠区域4位于正面安装叠层太阳电池7、背面固定有刚性衬底1的柔性基板2之间。
所述的柔性基板2面密度很小，呈柔性薄膜状，厚度≤1000微米，背面相应区域安装固定有刚性衬底1，保护正表面的叠层太阳电池7，该刚性衬底1具有一定的刚性，抗弯性能优，同时重量很轻，既能保护表面的刚性太阳电池，又保证整个太阳电池阵的轻质高效功能。
所述的正极集成电路3和负极集成电路5根据太阳电池阵的结构和电气设计进行集成电路的设计，在柔性基板2的内部，两者一体化，其中负极集成电路5是直接汇流方式，正极集成电路3到正极输出端10连接隔离二极管后进行汇流。
所述的叠层太阳电池7通过互连片焊接导线的方式进行电性能的输出，引出导线9和裸露铜6进行焊接，然后在通过内部正极集成电路3和负极集成电路5传递到正极输出端10和负极输出端11，构成整个太阳电池阵的回路。同时对裸露铜6进行防氧化处理。
所述的折叠区域4上下表面没有刚性衬底1和叠层太阳电池7，该柔性太阳电池阵的折叠在区域内完成，以实现整个太阳电池阵工作过程中的展开和收拢等操作。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，其特征在于，包括刚性衬底(1)、柔性基板(2)、正极集成电路(3)、折叠区域(4)、负极集成电路(5)、裸露铜(6)、叠层太阳电池(7)、焊点(8)、导线(9)、正极输出端(10)、负极输出端(11)；
所述叠层太阳电池(7)固定安装在柔性基板(2)上，在柔性基板(2)的背面固定有刚性衬底(1)，且在内部有正极集成电路(3)和负极集成电路(5)，正极集成电路(3)、负极集成电路(5)的输出端通过与引出导线(9)、裸露铜(6)与焊点(8)焊接，经过柔性基板(2)内部集成电路连接到正极输出端(10)和负极输出端(11)，实现电性能的输出；所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵上设有折叠区域(4)，仅由柔性基板(2)构成；所述折叠区域(4)位于正面安装叠层太阳电池(7)、背面固定有刚性衬底(1)的柔性基板(2)之间。
2.按照权利要求书1所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，其特征在于，叠层太阳电池(7)通过胶粘的方式固定安装在柔性基板(2)上。
3.按照权利要求书1所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，其特征在于，所述正极集成电路(3)和负极集成电路(5)根据太阳电池阵的结构和电气要求，与柔性基板(2)集成电路一体化成型；负极集成电路(5)采用直接汇流方式，正极集成电路(3)到正极输出端(10)连接隔离二极管后进行汇流。
4.按照权利要求书1所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，其特征在于，所述裸露铜(6)采用防氧化处理。
5.按照权利要求书1所述折叠展开式电池内置的柔性太阳电池阵，其特征在于，所述柔性基板(2)呈柔性薄膜状，厚度≤1000微米。
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