CN114373817B - 太阳阵用标准模块及其制备方法及具有其的太阳阵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了太阳阵用标准模块及其制备方法及具有其的太阳阵，包括：CIC电池组，CIC电池组包括多个依次电性相连的CIC电池，CIC电池组具有第一总电极与第二总电极；用于电性连接CIC电池组的电路板，电路板设置于CIC电池组的下方，电路板横截面的大小与CIC电池组横截面的大小相对应，电路板上设有若干第一焊盘和若干第二焊盘，电路板上设有搭接区，搭接区用于两标准模块之间的搭接；若干第一汇流件，第一汇流件设置于电路板内，并通过第一焊盘与第一总电极电性相连，第一汇流件经过搭接区；若干第二汇流件，第二汇流件设置于电路板内，并通过第二焊盘与第二总电极电性相连，第二汇流件经过搭接区。
Description
技术领域
本发明涉及航天器电源分系统中太阳阵电路部分技术领域，特别是涉及太阳阵用标准模块及其制备方法及具有其的太阳阵。
背景技术
航天器太阳阵由电路部分和机械部分组成，电路部分包括CIC电池或CIC电池模块、二极管、电缆、电连接器：机械部分包括基板、连接架、展开锁定机构、压紧释放机构、缓冲释放机构、位置反馈元件等。
参照图1、图2、图3与图4，现有太阳阵电路部分的基本单元通常为传统CIC电池，传统CIC电池包括单体太阳电池111、单体玻璃盖片112、互连片113、旁路二极管114，其中单体玻璃盖片112通过盖片胶115粘贴至单体太阳电池111上，互连片113、旁路二极管114焊接于单体太阳电池111上，并位于太阳电池的同一侧。电路部分的电连接通常由电池互连片113将相邻电池连接形成电池串110，并在电池串110的两端连接汇流排120，汇流排120通过导线130连接至接插件或电缆140。
太阳阵电池电路部分通常根据电源功率需求或基板尺寸进行设计，对传统CIC电池、汇流条、电缆140、二极管进行排布，传统CIC电池仅能按矩形进行排布，以方便将汇流条设置在传统CIC电池的两端进行汇流，设计较繁琐且不同项目设计产品存在较大差异；太阳阵电池电路设计完成后需要根据设计方案进行相关工艺、工装研制；因不同项目之间存在差异，研制项目需进行初样研制及鉴定试验。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种太阳阵用标准模块，使用标准模块制备的太阳电池阵其布片系数、可靠性更高；因其产品生产工艺更简化、标准，极大提高生产效率，降低生产成本，提高可靠性；且模块兼容全柔性太阳电池阵。
还提出一种太阳阵用标准模块的制备方法，相对常规设计加入了串联电路、汇流电路、隔离二极管等元器件，集成度更高；生产工艺标准化，焊接工艺实现自动化、机械化，可靠性更高。
还提出一种太阳阵，能够对称抵消剩磁，提高作业精度。
根据本发明第一方面的实施例的一种太阳阵用标准模块，包括：CIC电池组，所述CIC电池组包括多个依次电性相连的CIC电池，所述CIC电池组具有第一总电极与第二总电极；用于电性连接所述CIC电池组的电路板，所述电路板设置于所述CIC电池组的下方，所述电路板横截面的大小与所述CIC电池组横截面的大小相对应，所述电路板上设有若干第一焊盘和若干第二焊盘，所述电路板上设有搭接区，所述搭接区用于两标准模块之间的搭接；若干第一汇流件，所述第一汇流件设置于所述电路板内，并通过所述第一焊盘与所述第一总电极电性相连，所述第一汇流件经过所述搭接区；若干第二汇流件，所述第二汇流件设置于所述电路板内，并通过所述第二焊盘与所述第二总电极电性相连，所述第二汇流件经过所述搭接区。
根据本发明实施例的太阳阵用标准模块，至少具有如下有益效果：
1.产品相对常规设计，其集成度更高，功能更强；生产工艺标准化，焊接工艺实现自动化、机械化，省去粘贴工艺，生产效率及可靠性更高；
2.标准模块可以在各种项目中应用，简化设计流程；且因其工艺统一不需每次进行鉴定试验。从而使项目的设计、生产、试验、交付周期从常规6个月缩短到2个月以内；
3.因为所述电路板横截面的大小与CIC电池组横截面形成的完整矩形的大小相对应，所以设置在电路板上的第一汇流件和第二汇流件也与CIC电池组所在区域相对应，而不用像现有太阳阵额外占用CIC电池组侧面两端的空间进行排线，节省了大量的排线空间，使得标准模块占用的基板面积更小，基板利用率增加；
4.第一汇流件和第二汇流件设置在与CIC电池组对应的区域内，且能够设置在CIC电池组对应的区域内的任一位置，其位置不再局限于CIC电池组的两端，能够更方便对CIC电池组内的CIC电池的电路进行排布；
5.因第一汇流件和第二汇流件的排布方式多样，CIC电池的电路排布也不再局限于CIC电池组的两端，CIC电池组内CIC电池的排布也更加多样，更易制成不同大小的模块，也方便从多种大小的模块选取标准模块，以将标准模块在多个项目中进行重复使用，且在新项目开发时，可直接套用标准模块进行排布，研发成本更低；
6.在多个标准模块组成太阳阵时，一标准模块的第一汇流件可以在搭接区搭接至另一标准块的另一第一汇流件(并联)或第二汇流件(串联)上，而无需通过汇流条转接至电缆中，再由电缆进行串并联，成本更低；
7.第一汇流件和第二汇流件与CIC电池组所在区域相对应，在第一汇流件和第二汇流件位于CIC电池组底部时，第一汇流件和第二汇流件被CIC电池组所遮挡，不易受到太阳直射，从而高低温变化较低，且所受辐照也较低，在外太空环境下使用的可靠性更高。
根据本发明的一些实施例，所述CIC电池具有第一电极与第二电极，所述电路板上设有多个子电路，所述子电路用于电性连接两相邻的所述CIC电池，以形成电路，两相邻的所述子电路之间为断路，所述子电路包括若干第一子焊盘和若干第二子焊盘，所述第一子焊盘用于与一CIC电池的正极或负极电性相连，所述第二子焊盘用于与一CIC电池相邻的另一CIC电池的正极或负极电性相连。
根据本发明的一些实施例，所述CIC电池设有电性相反的第一电极和第二电极，且所述第一电极位于所述CIC电池的上表面，所述第二电极位于所述CIC电池的下表面，其中多个所述CIC电池电性相连后形成电路，位于其电路一端的所述CIC电池的第一电极为总上电极，即所述第一总电极，位于电路另一端的所述CIC电池的第二电极为总下电极，即所述第二总电极；
所述总上电极通过第一电连接带电连接至所述第一焊盘上，并与所述第一汇流件电性相连，且所述第一电连接带与具有所述总上电极的所述CIC电池的第二电极之间绝缘设置；
所述第二焊盘位于所述总下电极的正下方，且所述第二焊盘位于所述第二汇流件上，所述总下电极能够通过所述第二焊盘直接焊接至所述第二汇流件上。
根据本发明的一些实施例，所述第一电连接带自所述总上电极的一侧包覆至同一所述CIC电池的第二电极一侧，且所述第一电连接带与所述第二电极之间通过第一绝缘层绝缘相连，位于所述第二电极上的所述第一电连接带与所述第一汇流件电性相连。
根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘层与所述第一电极之间通过粘胶固定相连，所述第一绝缘层与所述第一电连接带之间通过粘胶固定相连。
根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘层自所述第二电极沿所述CIC电池的侧壁延伸至所述总上电极。
根据本发明的一些实施例，所述第一电连接带自所述总上电极的一侧倾斜向下延伸至所述第一汇流件上，所述第一电连接带与同一所述CIC电池的第二电极之间留有电气间隙。
根据本发明的一些实施例，所述第一子焊盘通过第二电连接带与第三CIC电池的第一电极电性相连，且所述第二电连接带与所述第三CIC电池的第二电极绝缘设置，所述第二子焊盘与所述第三CIC电池相邻的第四CIC电池的第一电极或第二电极电性相连。
根据本发明的一些实施例，所述第二电连接带自所述CIC电池的第一电极一侧包覆至同一所述CIC电池的第二电极一侧，且所述第二电连接带与所述第二电极之间通过第二绝缘层相连。
根据本发明的一些实施例，所述第二绝缘层与所述第二电极之间通过粘胶固定相连，所述第二绝缘层与所述第二电连接带之间通过粘胶固定相连。
根据本发明的一些实施例，所述第二绝缘层自所述第二电极沿所述CIC电池的侧壁延伸至所述第一电极。
根据本发明的一些实施例，所述第二电连接带自所述CIC的第一电极一侧倾斜延伸至所述第二子焊盘相连，所述第二电连接带与同一所述CIC电池的第二电极之间留有电气间隙。
根据本发明的一些实施例，所述CIC电池的同一面上设有电性相反的第三电极和第四电极，其中多个所述CIC电池电性相连后形成电路，位于其电路一端的所述CIC电池的所述第三电极为第一总电极，位于电路另一端的所述CIC电池的所述第四电极为第二总电极；
所述第一焊盘位于所述第一总电极的正下方，且所述第一焊盘位于所述第一汇流件上，所述第一汇流件能够通过所述第一焊盘直接焊接至所述第一汇流件上；
所述第二焊盘位于所述第二总电极的正下方，且所述第二焊盘位于所述第二汇流件上，所述第二总电极能够通过所述第二焊盘直接焊接至所述第二汇流件上。
根据本发明的一些实施例，还包括封装层，所述封装层位于所述CIC电池组远离所述电路板的一侧，以封装所述CIC电池组。
根据本发明的一些实施例，所述搭接区内的所述第一汇流件与所述第一总电极之间串联有隔离二极管。
根据本发明的一些实施例，所述CIC电池组的横截面形状呈边界具有缺口的矩形，所述搭接区位于所述电路板与所述缺口相对应的位置。
根据本发明的一些实施例，所述第一汇流件的两端分别为第一搭接端和第二搭接端，所述第一搭接端位于所述搭接区内，所述第二搭接端用于与相邻的标准模块的第一搭接端电性相连，所述第一搭接端与所述第二搭接端形成的直线平行于所述矩形的一侧边；
所述第二汇流件的两端分别为第三搭接端和第四搭接端，所述第三搭接端位于所述搭接区内，所述第四搭接端用于与相邻的标准模块的第三搭接端电性相连，所述第三搭接端与所述第四搭接端形成的直线平行于所述第一搭接端与所述第二搭接端形成的直线。
根据本发明的一些实施例，多个所述CIC电池依次电性相连后的电流呈直角蛇形线或直角螺旋线。
根据本发明第二方面的实施例的一种太阳阵用标准模块的制备方法，用于制作本发明第一方面实施例中所述的太阳阵用标准模块，包括以下步骤：
S1：根据电压及功率，选用一定数量的所述CIC电池，并将选取的所述CIC电池按照矩形进行排列，以形成CIC电池组；
S2：根据所述CIC电池组排布后的矩形大小，确定电路板的尺寸及电路；
S3：将多个所述CIC电池电性相连为所述CIC电池组；
S4：将所述CIC电池组的第一总电极与所述电路板的第一汇流件电性相连，将所述CIC电池组的第二总电极与所述电路板的第二汇流件电性相连；
S41：第一电连接带的一端与所述CIC电池组的第一总电极电性相连；
S42：在所述第一汇流件与所述第一总电极相连的第一连接处印刷锡膏，将所述第一电连接带贴附于所述第一连接处，在所述第二汇流件与所述第二总电极相连的第二连接处印刷锡膏，将所述CIC电池的第二电极贴附于所述第二连接处，然后对所述电路板的表面回流焊固化。
根据本发明实施例的太阳阵用标准模块的制备方法，至少具有如下有益效果：
1.标准模块可以在多个项目中重复使用，且工艺、工装统一，成本更低，对于不同项目不需额外研制；
2.产品技术状态统一，对于不同项目不需额外鉴定试验；
3.产品设计过程简化为针对不同项目基板尺寸选用适当规格、数量的模块进行拼接即可，节省设计时间。
根据本发明第三方面的实施例的一种太阳阵，包括：基板和偶数个本发明第一方面实施例所述的太阳阵用标准模块，所述标准模块呈上下对称分布设置于所述基板上，两所述标准模块之间电性相连。
根据本发明第三方面的实施例的太阳阵，至少具有如下有益效果：偶数个标准模块上下对称设置，模块电流对称抵消剩磁效果更好。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为传统CIC电池串形成的太阳阵的示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为传统CIC电池的示意图；
图4为两传统CIC电池通过互连片连接的示意图
图5为本发明实施例标准模块的示意图；
图6为本发明实施例标准模块CIC电池组的总上电极与第一汇流件的第一种电性连接方式的示意图；
图7为本发明实施例标准模块CIC电池组的总上电极与第一汇流件的第二种电性连接方式的示意图；
图8为本发明实施例标准模块CIC电池组的总下电极与第二汇流件电性连接的示意图；
图9为本发明实施例的CIC电池的示意图；
图10为本发明实施例的两颗CIC电池之间的第一种电性连接方式的示意图；
图11为图10中B部分的局部放大图；
图12为本发明实施例的两颗CIC电池之间的第二种电性连接方式的示意图；
图13为本发明实施例多个标准模块拼接组成的太阳阵的示意图。
附图标记：
110-电池串；111-单体太阳电池；112-单体玻璃盖片；113-互连片；114-旁路二极管；115-盖片胶；120-汇流排；130-导线；140-电缆；
200-CIC电池组；210-CIC电池；211-第一电极；212-第二电极；220-总上电极；230-总下电极；
300-电路板；310-搭接区；320-子电路；321-第一子焊盘；3211-第二电连接带；3212-第二绝缘层；322-第二子焊盘；
400-第一汇流件；410-第一电连接带；420-第一绝缘层；430-第一搭接端；440-第二搭接端；
500-第二汇流件；510-第三搭接端；520-第四搭接端；
600-封装层；
700-隔离二极管；
800-锡膏。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图5、图6、图7和图8，根据本发明第一方面的实施例的一种太阳阵用标准模块，包括：
CIC电池组200，CIC电池组200包括多个依次电性相连的CIC电池210，CIC电池组200具有第一总电极与第二总电极。
其中，参照图4，CIC电池组200内的CIC电池210依次电性相连，其连接方式可以为通过互连片113连接两CIC电池210，具体地方式如下：CIC电池210具有第一电极211与第二电极212，将互连片113的一端与CIC电池210的第一电极211通过电阻焊等焊接方式固定相连，在将互连片113的另一端与CIC电池210的第二电极212电阻焊等焊接方式固定相连，实现多个CIC电池210的串联。
也可通过连接两CIC电池210的第一电极211和第二电极212，实现并联。
且CIC电池210的第一电极211可以为正极，也可以为负极，可根据实际情况进行选择。
用于电性连接CIC电池组200的电路板300，电路板300设置于CIC电池组200的下方，电路板300横截面的大小与CIC电池组200横截面形成的完整矩形的大小相对应，电路板300上设有若干第一焊盘和若干第二焊盘，电路板300上设有搭接区310，搭接区310用于两标准模块之间的搭接。
其中，CIC电池组200能够绝缘固定在电路板300上，具体如下：通过在CIC电池210的第二电极212一面设置绝缘的粘胶，通过粘胶将CIC电池组200固定在电路板300上，即可实现CIC电池组200在电路板300上的绝缘固定，或者通过在电路板300的外表面铺设电阻层，实现绝缘，再通过粘胶将CIC电池组200粘贴至电阻层上实现固定。
如图5所示，CIC电池组200在按一定方式排布后，有可能会形成带有缺口的矩形，而并非完整的矩形，故电路板300横截面的大小与CIC电池组200横截面形成的完整矩形的大小相对应，此处完整矩形是指：在将CIC电池组200存在的缺口填充后形成的矩形。
而电路板300的大小与CIC电池组200形成的完整矩形的大小相对应是指：电路板300可以在满足电路要求的情况下，不超过完整矩形的大小，当然，实际使用时，两标准模块之间不一定紧密贴合，可能也会留有缝隙，此时，电路板300也可略大于完整矩形的大小，也应当视为在本申请的保护范围内，而在电路板300的大小不超过完整矩形的大小时，其单个标准模块的最大尺寸即为CIC电池组200形成的完整矩形的尺寸，通过此标准模块组成的太阳阵的面积更小，更节省排布空间，即基板的利用率更高。
此外，电路板300本身也可以为硬质印制电路板或柔性印制电路板，硬质印制电路板或柔性印制电路板本身的上下两面均涂覆有绝缘材料，且涂覆的绝缘材料在需要进行电性连接处(即第一焊盘与第二焊盘处)设有开孔，此开孔可仅位于涂覆的绝缘材料上，未贯通电路板300，通过焊接材料实现电性连接，也可以直接贯穿电路板300设置，或者将电路板300直接设置在基板内，与基板一体化设置。
若干第一汇流件400，第一汇流件400设置于电路板300内，并通过第一焊盘与第一总电极电性相连，第一汇流件400经过搭接区310。
其中，参照图6与图7，先将第一电连接带410的一端焊接在CIC电池组200的第一总电极上，再将第一电连接带410的另一端通过类似于锡焊的方式固定焊接至电路板300的第一焊盘上，通过第一焊盘与第一汇流件400电性相连，而将第一汇流件400的部分设置在搭接区310内，将更方便多个标准模块之间的搭接。
类似锡焊的方式是指：先将焊接材料熔融至电路板300的电性连接处的开孔上，将第一电连接带410下压至熔融状态的焊接材料上，待焊接材料自然冷凝后，实现焊接。
此外，在第一汇流件400的数量为两个及以上时，两第一汇流件400之间可以并联，如图5所示。
若干第二汇流件500，第二汇流件500设置于电路板300内，并通过第二焊盘与第二总电极电性相连，第二汇流件500经过搭接区310。
其中，参照图8，将第二总电极以类似于锡焊的方式固定焊接至电路板300的第二焊盘上，通过第二焊盘与第二汇流件500电性相连，而将第二汇流件500的部分设置在搭接区310内，将更方便多个标准模块之间的搭接。
具体地，将CIC电池组200的第一汇流件400和第二汇流件500设置在电路板300上，且位于CIC电池组200的底部，节省了大量的排线空间，使得标准模块占用的基板面积更小，基板利用率增加。
此外，在第二汇流件500的数量为两个及以上时，两第二汇流件500之间可以并联，如图5所示。
参照图1与图2，因现有电池串110的总电极在未设置在电池串110的两端时，其汇流排120及电缆140将沿着电池串110的周边或电池串110的顶部转接至电池串110的总电极上，将造成汇流排120过长，连接十分不便且成本较高，故现有电池串110的总电极常设置于电池串110的两端，造成电池串110的排布有较大的局限性。
而在本发明实施例的太阳阵用标准模块中，电路板300横截面的大小与CIC电池组200横截面形成的完整矩形的大小相对应，所以设置在电路板300上的第一汇流件400和第二汇流件500也与CIC电池组200所在区域相对应，故不用像现有太阳阵额外占用CIC电池组200侧面两端的空间进行排线，节省了大量的排线空间，使得标准模块占用的基板面积更小，基板利用率增加.
并且无需像传统太阳阵一样，对汇流排120和电缆140进行延长转接，第一汇流件400和第二汇流件500可直接自CIC电池组200的下方与CIC电池组200电性相连，使得第一汇流件400和第二汇流件500的长度适中，连接方便且成本较低。
第一汇流件400和第二汇流件500设置在与CIC电池组200对应的区域内，且能够设置在CIC电池组200对应的区域内的任一位置，其位置不再局限于CIC电池组200的两端，能够更方便对CIC电池组200内的CIC电池210的电路进行排布。
因第一汇流件400和第二汇流件500的排布方式多样，CIC电池210的电路布置也不再局限于CIC电池组200的两端，CIC电池组200内CIC电池210的排布也更加多样，更易制成不同大小的模块，也方便从多种大小的模块选取标准模块，以将标准模块在多个项目中进行重复使用，且在新项目开发时，可直接套用标准模块进行排布，研发成本更低。
在多个标准模块组成太阳阵时，一标准模块的第一汇流件400可以在搭接区搭接至另一标准块的另一第一汇流件400(并联)或第二汇流件500(串联)上，而无需通过汇流排120转接至电缆140中，再由电缆140进行串并联，成本更低。
第一汇流件400和第二汇流件500与CIC电池组200所在区域相对应，在第一汇流件400和第二汇流件500位于CIC电池组200底部时，第一汇流件400和第二汇流件500被CIC电池组200所遮挡，不易受到太阳直射，从而高低温变化较低，且所受辐照也较低，在外太空环境下使用的可靠性更高。
参照图5、图9和图10，在本发明的一些具体实施例中，CIC电池210具有第一电极211与第二电极212，电路板300上设有多个子电路320，子电路320用于电性连接两相邻的CIC电池210，以形成电路，两相邻的子电路320之间为断路，子电路320包括若干第一子焊盘321和若干第二子焊盘322，第一子焊盘321用于与一CIC电池的正极或负极电性相连，第二子焊盘322用于与一CIC电池相邻的另一CIC电池的正极或负极电性相连。
具体地，此方案为CIC电池组200内的多个CIC电池210电性连接的另一种连接方式，取消了传统CIC电池上的旁路二极管114，并改变了互连片113的连接方式，也不再采用单体玻璃盖片112。
其电性连接方式如下：将CIC电池210直接电性连接在电路板300的两个子电路320之间的断路上，以形成完整的电路，其连接方式与第一总电极通过第一电连接带410连接至第一汇流件400的连接方式、第二总电极连接至第二汇流件500的连接方式的原理相同,均是采用类似锡焊的方式焊接至电路板300上，在此不再进行赘述。
参照图5、图9和图10，在本发明的一些具体实施例中，CIC电池210设有电性相反的第一电极211和第二电极212，且第一电极211位于CIC电池210的上表面，第二电极212位于CIC电池210的下表面，其中多个CIC电池210电性相连后形成电路，位于其电路一端的CIC电池210的第一电极211为总上电极220，即第一总电极，位于电路另一端的CIC电池210的第二电极212为总下电极230，即第二总电极；
总上电极220通过第一电连接带410电连接至第一焊盘上，并与第一汇流件400电性相连，且第一电连接带410与具有总上电极220的CIC电池210的第二电极212之间绝缘设置；
第二焊盘位于总下电极230的正下方，且第二焊盘位于第二汇流件500上，总下电极230能够通过第二焊盘直接焊接至第二汇流件500上。
具体地，此为第一种CIC电池210结构，在多个CIC电池210电性相连后形成的CIC电池组200的具体实现方式。
其中，在形成CIC电池组200时，两CIC电池210之间可以通过传统的互连片113进行电性连接，也可以通过采用上述在电路板300中的子电路的连接方式进行电性连接。
参照图6，第一电连接带410自总上电极220的一侧包覆至同一CIC电池210的第二电极212一侧，且第一电连接带410与第二电极212之间通过第一绝缘层420绝缘相连，位于第二电极212上的第一电连接带410与第一汇流件400电性相连。
具体地，将第一电连接带410焊接至总上电极220后，将第一电连接带410沿CIC电池210的外形折至CIC电池210的第二电极212一面上，并通过第一绝缘层420与CIC电池210的第二电极212绝缘相连，第一绝缘层420的两侧均设有粘胶，以将第一电连接带410完全固定于CIC电池210上，然后通过在第一汇流件400的待焊接处上印制锡膏800，在将第一电连接带410与第一汇流件400上的锡膏800相贴合，并通过回流焊进行固化，实现电性相连。
通过采用类似锡焊的方式，在第一电连接带410与第一汇流件400之间预留焊接材料，通过高温加热使其熔化粘接实现焊接，解决了相关技术中因第一电连接带410与第一汇流件400焊点在其下方而导致的不能焊接的问题。
且通过将第一电连接带410直接包覆在CIC电池210的表面，第一电连接带410所占用的电路板300的面积更小，更能缩小标准模块的尺寸。
参照图6，第一绝缘层420自第二电极212沿CIC电池210的侧壁延伸至总上电极220。
具体地，第一绝缘层420在延伸至总上电极220后，其电气间隙更大，绝缘效果更好。
参照图7，第一电连接带410自总上电极220的一侧倾斜延伸至第一汇流件400上，第一电连接带410与同一CIC电池210的第二电极212之间留有电气间隙。
具体地，第一电连接带410倾斜延伸至第一汇流件400上，使得第一电连接带410与第二电极212之间留有较大空隙，此空隙形成空气绝缘，以满足电气间隙的要求，实现绝缘。
参照图10与图11，第一子焊盘通过第二电连接带3211与第三CIC电池的第一电极211电性相连，且第二电连接带3211与第三CIC电池210的第二电极212绝缘设置，第二子焊盘与第三CIC电池相邻的第四CIC电池的第一电极211(并联)或第二电极212(串联)电性相连。
具体地，在CIC电池210为第一种CIC电池210结构时，两CIC电池210之间通过第二电连接带3211进行电性连接。
其中，两CIC电池210既可以串联，也可以并联。
参照图10与图11，第二电连接带3211自CIC电池210的第一电极211一侧包覆至同一CIC电池210的第二电极212一侧，且第二电连接带3211与第二电极212之间通过第二绝缘层3212相连。
具体地，通过将第二电连接带3211直接包覆至CIC电池210上，相较于传统互连片113的连接方式，本方案的多个CIC电池210电性相连后所占用的面积更小，更有利于缩小标准模块的尺寸。
参照图11，第二绝缘层3212与第二电极212之间通过粘胶固定相连，第二绝缘层3212与第二电连接带3211之间通过粘胶固定相连。
具体地，在第二电连接带3211通过粘胶进行固定后，可通过焊接直接固定于电路板300上，而无需将CIC电池210粘贴固定至电路板300上，使用更加方便。
参照图11，第二绝缘层3212自第二电极212沿CIC电池210的侧壁延伸至第一电极211。
具体地，以提高第二电连接带3211与第二电极212之间的绝缘性能，使用更加安全。
参照图12，第二电连接带3211自CIC的第一电极211一侧倾斜延伸至第二子焊盘322相连，第二电连接带3211与同一CIC电池210的第二电极212之间留有电气间隙。
具体地，第二电连接带3211倾斜延伸至第二汇流件500上，使得第二电连接带3211与第二电极212之间留有较大空隙，此空隙形成空气绝缘，以满足电气间隙的要求，实现绝缘。
在本发明的一些具体实施例中，CIC电池210的同一面上设有电性相反的第三电极和第四电极，其中多个CIC电池210电性相连后形成电路，位于其电路一端的CIC电池210的第三电极为第一总电极，位于电路另一端的CIC电池210的第四电极为第二总电极；
第一焊盘位于第一总电极的正下方，且第一焊盘位于第一汇流件400上，第一汇流件400能够通过第一焊盘直接焊接至第一汇流件400上；
第二焊盘位于第二总电极的正下方，且第二焊盘位于第二汇流件500上，第二总电极能够通过第二焊盘直接焊接至第二汇流件500上。
具体地，此为第二种CIC电池210结构，在多个CIC电池210电性相连后形成的CIC电池组200的具体实现方式。
当第三电极和第四电极设置于CIC电池210的同一面上时，能够在电路板300上直接布好第一焊盘与第二焊盘后，使得第一焊盘与第二焊盘上的溶剂材料处于熔融状态，将CIC电池210的第三电极与第一焊盘对齐，第四电极与第二焊盘对齐，再将CIC电池210直接下压实现焊接，而无需第二电连接带3211进行转接，焊接更加方便。
其中，第二种CIC电池210结构可通过MWT背接触工艺进行制作。
参照图10和图12，还包括封装层600，封装层600位于CIC电池组200的远离电路板300的一侧，以封装CIC电池组200。
具体地，传统CIC作为最小发电单元其需要单独封装完成后进行串联焊接，其CIC电池210上就已使用单体玻璃盖片112封装，本发明使用焊接银带未封装的CIC电池210，在CIC电池组200成CIC电池组200后，使用大面积玻璃盖片或聚酰亚胺膜材料对整个模块进行整体封装。仅需焊接银带未封装CIC电池210安装为CIC电池组200后进行一次整体封装即可，安装更加方便。且整体覆盖的玻璃盖片能够覆盖住CIC电池210之间的空隙，整体的防辐射效果更好。
其中，CIC电池组200与封装层600之间可通过盖片胶115粘贴固定，也可通过其他机械固定方式固定于CIC电池组200上。
参照图5，搭接区310内的第一汇流件400串联有隔离二极管700。
具体地，在搭接区310内预留空位布置隔离二极管700，电路板300预留焊接位置连接隔离二极管700；在电路板300为柔性印制电路板300时，需采用超薄扁平式二极管。
通过设置隔离二极管700防止电路反向流入，造成电池损伤，进而影响电池寿命。
参照图5，CIC电池组200的横截面形状呈边界具有缺口的矩形，搭接区310位于电路板300与缺口相对应的位置。
在多个CIC电池210形成带有缺口的矩形时，通过缺口在电路板300上形成的搭接区310，在多个CIC电池210进行模块搭接时，可通过搭接区310直接进行搭接，其搭接方式可以为机械连接或通过预留焊接位进行焊接，而没有现有工艺的复杂操作，使用更加方便，其中，参照图1与图2，现有的工艺如下：先将电池串110的电极导出并焊接至汇流排120上，再通过在总电缆140上引出导线130，并将导线130与汇流排120焊接，实现连通，需要进行多次焊接，费时费力。
而在多个CIC电池210形成完整的矩形时，也可以通过电路板300远离CIC电池组200的一侧进行两个标准模块之间的搭接。
参照图5，第一汇流件400的两端分别为第一搭接端430和第二搭接端440，第一搭接端430位于搭接区310内，第二搭接端440用于与相邻的标准模块的第一搭接端430电性相连，第一搭接端430与第二搭接端440形成的直线平行于矩形的一侧边；
第二汇流件500的两端分别为第三搭接端510和第四搭接端520，第三搭接端510位于搭接区310内，第四搭接端520用于与相邻的标准模块的第三搭接端510电性相连，第三搭接端510与第四搭接端520形成的直线平行于第一搭接端430与第二搭接端440形成的直线。
具体地，参照图5与图13，因标准模块的外形为矩形，在多个标准模块组装成太阳阵时，太阳阵将会是更大的矩形，也即标准模块与标准模块之间相互平行，并沿其一侧边方向进行搭接，以第一汇流件400为例，将第一搭接端430与第二搭接端440形成的直线直接平行于矩形的一侧边，然后在标准模块进行拼接时，拼接完成后，将第一搭接端430与另一标准模块的第二搭接端440对齐，仅需搭接，即可电性连通两标准模块，使用更加方便。
而第二汇流件500与第一汇流件400的原理相同，在此不再赘述。
参照图5，图5中箭头的方向即为电流的走向，多个CIC电池210依次电性相连后的电流呈直角蛇形线或直角螺旋线。
具体地，CIC电池组200的电路内的电流走向设置为直角蛇形线或直角螺旋线，在多个标准模块上下对称设置组装为太阳阵时，电流相互对称，能够更好地抵消剩磁。
根据本发明第二方面的实施例的一种太阳阵用标准模块的制备方法，用于制作本发明第一方面实施例中的太阳阵用标准模块，包括以下步骤：
S1：根据电压及功率，选用一定数量的CIC电池210，并将选取的CIC电池210按照矩形进行排列，以形成CIC电池组200；
S2：根据CIC电池组200排布后的矩形大小，确定电路板300的尺寸及电路；
S3：将多个CIC电池210电性相连为CIC电池组200；
S4：将CIC电池组200的第一总电极与电路板300的第一汇流件400电性相连，将CIC电池组200的第二总电极与电路板300的第二汇流件500电性相连；
S41：第一电连接带410的一端与CIC电池组200的第一总电极电性相连；
S42：在第一汇流件400与第一总电极相连的第一连接处印刷锡膏800，将第一电连接带410贴附于第一连接处，在第二汇流件500与第二总电极相连的第二连接处印刷锡膏800，将CIC电池210的第二电极212贴附于第二连接处，然后对电路板300的表面回流焊固化。
具体地，标准模块可以在多个项目中重复使用，且工艺、工装统一，成本更低，对于不同项目不需额外研制；产品技术状态统一，对于不同项目不需额外鉴定试验；产品设计过程简化为针对不同项目基板尺寸选用适当规格、数量的模块进行拼接即可，节省设计时间。
此外，在将现有标准模块套用至其他项目时，如若所需CIC电池210数目少于两子电路320之间断路数量时，在将CIC电池210电性连接后，剩下的多个子电路320之间的第一子焊盘321和第二子焊盘322直接通过导线130电性相连，实现电路的连通。
以国家卫星电源系统电压等级为依据，选取最常用的48V和28V母线电压等级为例，设计电源模块，进行示例性说明。
参照图13，按照48V电压等级，设计26颗CIC电池串110联电路，此CIC电池210即可为柔性CIC电池210，也可为刚性CIC电池210，以柔性CIC为例，采用4列7行形式排布，在右下角空出2颗电池位置布置隔离二极管700和汇流铜箔搭接区310域，并按照设计将FPC制作完成，FPC即柔性印制电路板300；
将26颗柔性CIC电池210未粘贴盖片按照设计模块形式进行定位排布后是使用与模块尺寸统一的大面积聚酰亚胺膜或大面积柔性玻璃盖片进行封装；
在FPC需要进行焊接的区域涂敷锡膏800；
将大面积封装后的CIC电池组200件及隔离二极管700在上按定位排布、粘贴、回流焊接制备柔性标准模块；
根据柔性太阳阵基板尺寸：600*1200mm，选择4个A-26型288*245mm柔性标准模块和B-26型288*325mm柔性标准模块在基板上粘贴，后首尾铜箔搭接制备柔性太阳电池阵。
按照28V电压等级，设计18颗20*40型CIC电池串110联电路，采用4行5列形式排布，在右下角空出2颗电池位置布置隔离二极管700和汇流铜箔搭接区310域，并按照设计将FPC制作完成；
将18颗柔性CIC电池210未粘贴盖片按照设计模块形式进行定位排布后是使用大面积聚酰亚胺膜或大面积柔性玻璃盖片进行封装；
在FPC需要焊接区域涂敷锡膏800；
将柔性CIC电池210及隔离二极管700在上按定位排布、粘贴、回流焊接制备标准模块；
根据刚性太阳阵基板尺寸：600*1200mm要求，选择4个A-26型刚性模块和B-26型刚性模块在基板上粘贴，后首尾铜箔搭接制备刚性太阳电池阵。
参照图13，根据本发明第三方面的实施例的一种太阳阵，包括：基板和偶数个本发明上述第一方面实施例的太阳阵用标准模块，标准模块呈上下对称分布设置于基板上，两标准模块之间电性相连。
具体地，通过将偶数个标准模块上下对称设置，模块电流对称抵消剩磁效果更好。
当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种太阳阵用标准模块，其特征在于，包括：
CIC电池组(200)，所述CIC电池组(200)包括多个依次电性相连的CIC电池(210)，所述CIC电池组(200)具有第一总电极与第二总电极；
用于电性连接所述CIC电池组(200)的电路板(300)，所述电路板(300)设置于所述CIC电池组(200)的下方，所述电路板(300)横截面的大小与所述CIC电池组(200)横截面的大小相对应，所述电路板(300)上设有若干第一焊盘和若干第二焊盘，所述电路板(300)上设有搭接区(310)，所述搭接区(310)用于两标准模块之间的搭接；
若干第一汇流件(400)，所述第一汇流件(400)设置于所述电路板(300)内，并通过所述第一焊盘与所述第一总电极电性相连，所述第一汇流件(400)经过所述搭接区(310)；
若干第二汇流件(500)，所述第二汇流件(500)设置于所述电路板(300)内，并通过所述第二焊盘与所述第二总电极电性相连，所述第二汇流件(500)经过所述搭接区(310)；
所述CIC电池(210)设有电性相反的第一电极(211)和第二电极(212)，且所述第一电极(211)位于所述CIC电池(210)的上表面，所述第二电极(212)位于所述CIC电池(210)的下表面，其中多个所述CIC电池(210)电性相连后形成电路，位于其电路一端的所述CIC电池(210)的第一电极(211)为总上电极(220)，即所述第一总电极，位于电路另一端的所述CIC电池(210)的第二电极(212)为总下电极(230)，即所述第二总电极；
所述总上电极(220)通过第一电连接带(410)电连接至所述第一焊盘上，并与所述第一汇流件(400)电性相连，且所述第一电连接带(410)与具有所述总上电极(220)的所述CIC电池(210)的第二电极(212)之间绝缘设置；
所述第二焊盘位于所述总下电极(230)的正下方，且所述第二焊盘位于所述第二汇流件(500)上，所述总下电极(230)能够通过所述第二焊盘直接焊接至所述第二汇流件(500)上；
所述第一电连接带(410)自所述总上电极(220)的一侧包覆至同一所述CIC电池(210)的第二电极(212)一侧，且所述第一电连接带(410)与所述第二电极(212)之间通过第一绝缘层(420)绝缘相连，位于所述第二电极(212)上的所述第一电连接带(410)与所述第一汇流件(400)电性相连。
2.根据权利要求1所述的太阳阵用标准模块，其特征在于：所述电路板(300)上设有多个子电路(320)，所述子电路(320)用于电性连接两相邻的所述CIC电池(210)，以形成电路，两相邻的所述子电路(320)之间为断路，所述子电路(320)包括若干第一子焊盘(321)和若干第二子焊盘(322)，所述第一子焊盘(321)用于与一CIC电池的正极或负极电性相连，所述第二子焊盘(322)用于与一CIC电池相邻的另一CIC电池的正极或负极电性相连。
3.根据权利要求1或2所述的太阳阵用标准模块，其特征在于：所述CIC电池(210)的同一面上设有电性相反的第三电极和第四电极，其中多个所述CIC电池(210)电性相连后形成电路，位于其电路一端的所述CIC电池(210)的所述第三电极为所述第一总电极，位于电路另一端的所述CIC电池(210)的所述第四电极为所述第二总电极；
所述第一焊盘位于所述第一总电极的正下方，且所述第一焊盘位于所述第一汇流件(400)上，所述第一汇流件(400)能够通过所述第一焊盘直接焊接至所述第一汇流件(400)上；
所述第二焊盘位于所述第二总电极的正下方，且所述第二焊盘位于所述第二汇流件(500)上，所述第二总电极能够通过所述第二焊盘直接焊接至所述第二汇流件(500)上。
4.根据权利要求1或2所述的太阳阵用标准模块，其特征在于：所述搭接区(310)内的所述第一汇流件(400)与所述第一总电极之间串联有隔离二极管(700)。
5.根据权利要求1或2所述的太阳阵用标准模块，其特征在于：所述CIC电池组(200)的横截面形状呈边界具有缺口的矩形，所述搭接区(310)位于所述电路板(300)与所述缺口相对应的位置。
6.一种太阳阵用标准模块的制备方法，其特征在于，用于制作权利要求1至5任一项所述的太阳阵用标准模块，包括以下步骤：
S1：根据常用的电压，选用一定数量的所述CIC电池(210)，并将选取的所述CIC电池(210)按照矩形进行排列，并串联形成满足常用电压的所述CIC电池组(200)；
S2：根据所述CIC电池组(200)排布后的矩形大小，确定所述电路板(300)的尺寸及电路；
S3：将多个所述CIC电池(210)电性相连制作成所述CIC电池组(200)；
S4：将所述CIC电池组(200)的第一总电极与所述电路板(300)的第一汇流件(400)电性相连，将所述CIC电池组(200)的第二总电极与所述电路板(300)的第二汇流件(500)电性相连；
S41：第一电连接带(410)的一端与所述CIC电池组(200)的第一总电极电性相连；
S42：在所述第一汇流件(400)与所述第一总电极相连的第一连接处印刷锡膏(800)，将所述第一电连接带(410)贴附于所述第一连接处，在所述第二汇流件(500)与所述第二总电极相连的第二连接处印刷锡膏(800)，将所述CIC电池(210)的第二电极(212)贴附于所述第二连接处，然后对所述电路板(300)的表面回流焊固化。
7.一种太阳阵，其特征在于，包括：基板和偶数个权利要求1至5任一项所述的太阳阵用标准模块，所述标准模块呈上下对称分布设置于所述基板上，两所述标准模块之间电性相连。
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