CN105680775A - 一种平流层飞艇用半柔性太阳电池阵 - Google Patents

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徐建明
杨洋
张梦炎
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Abstract

本发明一种平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，包括封装太阳电池组件、先进高分子聚合物结构、夹层支撑板、预留挂装结构；所述封装太阳电池组件固定在先进高分子聚合物结构上；所述先进高分子聚合物结构背面相应区域安装固定有夹层支撑板，保护正表面的封装太阳电池组件，先进高分子聚合物结构边缘区域设有预留挂装结构，作为半柔性太阳电池阵的安装机械接口。半柔性太阳电池阵上还设有可折叠区域，仅由先进高分子聚合物结构(2)构成；可折叠区域位于正面固定有太阳电池组件、背面安装固定有夹层支撑板的高分子聚合物结构(2)之间。

Description

一种平流层飞艇用半柔性太阳电池阵
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及平流层飞艇用半柔性太阳电池阵。
背景技术
近年来，临近空间领域成为各国关注的重点区域，太阳能无人机和平流层飞艇等飞行器也成为各国研究的重点，太阳电池阵作为临近空间领域飞行器的主能源，也普遍受到广大研究人员的重视和研究，我们也在逐渐加强临近空间领域飞行器的开发和应用。
一般来说，柔性薄膜太阳电池在平流层上飞艇上能够得到很好的应用，但限于目前国内柔性薄膜太阳电池光电转换效率还未达到理想水平，离工程化应用还存在一定的差距，因此，轻质高效的薄化单晶硅太阳电池若能实现在平流层飞艇上的应用，解决了平流层飞艇能源系统的一大难题。
在空间应用的太阳电池阵技术一般分为刚性太阳电池阵、半刚性太阳电池阵、柔性太阳电池阵等，但因为这些不同类性的太阳电池阵本身结构特点、研制成本以及技术成熟度的原因，在平流层飞艇上均未能实现很好的应用，因此，发明一种能够应用于平流层飞艇上的半柔性太阳电池阵显得意义重大。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出一种能够应用于平流层飞艇的半柔性太阳电池阵，解决了刚性太阳电池在平流层飞艇上的应用。
为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供的解决方案是提供一种平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，包括封装太阳电池组件(1)、先进高分子聚合物结构(2)、夹层支撑板(3)、预留挂装结构(4)；
所述封装太阳电池组件(1)固定在先进高分子聚合物结构(2)上；所述先进高分子聚合物结构(2)背面相应区域安装固定有夹层支撑板(3)，保护正表面的封装太阳电池组件(1)，先进高分子聚合物结构(2)边缘区域设有预留挂装结构(4)，作为半柔性太阳电池阵的安装机械接口。
进一步，所述半柔性太阳电池阵设有可折叠区域（5），仅由先进高分子聚合物结构(2)构成；所述可折叠区域（5）位于正面固定有太阳电池组件(1)、背面安装固定有夹层支撑板(3)的高分子聚合物结构(2)之间
本发明与现有技术相比，其显著优点：
1.平流层飞艇用半柔性太阳电池阵能够对刚性单晶硅薄化太阳电池进行具有很好的保护功能，防止在使用的过程中出现碎片的情况，解决了刚性太阳电池在平流层飞艇上的应用。
2.平流层飞艇用半柔性太阳电池阵能够实现反复可折叠功能，方便运输和安装等实际操作。
3.平流层飞艇用半柔性太阳电池阵能够实现多次安装和拆卸，并且能够与飞艇艇身实现很好的贴合，达到工程化应用技术水平。
4.平流层飞艇用半柔性太阳电池阵面密度较轻，太阳电池组件、先进高分子聚合物结构、夹层支撑板、预留挂装结构等整个太阳电池阵的面密度总和不超过800g/m2，满足平流层飞艇太阳电池阵轻质、高效的性能要求。
5.平流层飞艇用半柔性太阳电池阵可以广泛应用于临近空间太阳能无人机、平流层飞艇等飞行器，对未来太阳电池阵技术的发展具有很重要的意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明平流层飞艇用半柔性太阳电池阵的结构示意图；
图2是本发明平流层飞艇用半柔性太阳电池阵的局部侧视图。
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。
参见图1，本发明所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵结构示意图如图所示，具体包括：封装太阳电池组件1、先进高分子聚合物结构2、夹层支撑板3、预留挂装结构4等部分组成。所述封装太阳电池组件1是将薄化单晶硅太阳电池按照一定的结构和电气方式进行设计，然后通过层压的方式进行封装成一体化的太阳电池组件1，作为电性能输出的单元；封装太阳电池组件1通过胶粘方式固定在先进高分子聚合物结构2上。所述的先进高分子聚合物结构2本身类似于薄膜材料，面密度不超过100g/m2，具有良好的抗拉强度，其功能是把若干个封装太阳电池组件1组成一个整体，其背面相应区域安装固定有夹层支撑板3，本实施例的夹层支撑板3类似于一种简易的铝蜂窝板结构，面密度很小，厚度不超过3mm，本身具有一定的刚度和抗折弯性，安装固定在先进高分子聚合物结构2的背面，起固定支撑正表面的封装太阳电池组件1的功能，既满足保护刚性单晶硅薄化太阳电池，又保证整个太阳电池阵的轻质高效功能。
本实施例中，平流层飞艇用半柔性太阳电池阵设有可折叠区域5，该可折叠区域5没有封装太阳电池组件1和夹层支撑板3，方便运输和安装，由于该特性，在实际应用过程中该太阳电池阵能够与飞艇艇身实现贴合。
所述的预留挂装结构4是属于半柔性太阳电池阵的机械接口，与平流层飞艇艇身表面结构实现机械互联，在实际操作过程中方便装配和拆卸。
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 (6)

1.一种平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，包括封装太阳电池组件(1)、先进高分子聚合物结构(2)、夹层支撑板(3)、预留挂装结构(4)；
所述封装太阳电池组件(1)固定在先进高分子聚合物结构(2)上；所述先进高分子聚合物结构(2)背面相应区域安装固定有夹层支撑板(3)，保护正表面的封装太阳电池组件(1)，先进高分子聚合物结构(2)边缘区域设有预留挂装结构(4)，作为半柔性太阳电池阵的安装机械接口。
2.根据权利要求1所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，所述平流层飞艇用半柔性太阳电池阵设有可折叠区域（5），仅由先进高分子聚合物结构(2)构成；所述可折叠区域（5）位于正面固定有太阳电池组件(1)、背面安装固定有夹层支撑板(3)的高分子聚合物结构(2)之间。
3.根据权利要求1所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，所述封装太阳电池组件(1)由薄化单晶硅太阳电池按照相应的结构和电气方式进行设置，通过层压的方式进行封装成一体化成型，并作为电性能输出的单元。
4.根据权利要求1所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，所述先进高分子聚合物结构(2)采用薄膜材料，面密度不超过100g/m2。
5.根据权利要求1所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，所述夹层支撑板(3)可采用铝蜂窝板结构，厚度不超过3mm。
6.根据权利要求1所述的平流层飞艇用半柔性太阳电池阵，其特征在于，所述封装太阳电池组件(1)通过胶粘方式固定在先进高分子聚合物结构(2)上。
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