JPH06275857A - 太陽電池電源装置 - Google Patents

太陽電池電源装置

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JPH06275857A
JPH06275857A JP5081104A JP8110493A JPH06275857A JP H06275857 A JPH06275857 A JP H06275857A JP 5081104 A JP5081104 A JP 5081104A JP 8110493 A JP8110493 A JP 8110493A JP H06275857 A JPH06275857 A JP H06275857A
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池セルが発生する電流ループによる磁
気モーメントを抑制し、宇宙粒子線による太陽電池パネ
ルのチャージアップを防止し、太陽電池電源装置におけ
る磁場の発生を防止する。 【構成】 サブストレート1の表面に配列された太陽電
池セル3を流れる電流の向きと逆方向に電流を流す導体
路2を設け、太陽電池セル3を流れる電流と導体路2を
流れる電流によりそれぞれ発生される磁気モーメントを
相殺させる。また、太陽電池セル3の表面を覆うカバー
ガラス8は表面に導電性膜を有し、一方サブストレート
1の裏面には太陽電池セルで発生された電流を負荷に通
流させる導電路10を覆うように、表面に導体膜を有す
る被覆膜11を設けることにより、カバーガラス8や被
覆膜11に対する宇宙粒子線のチャージアップが防止さ
れ、磁場の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽光エネルギを電気エ
ネルギに変換する太陽電池を用いた電源装置に関し、特
に人工衛星等の宇宙空間飛翔体で用いる太陽電池電源装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】宇宙空間における人工衛星等の飛翔体の
電源装置として、太陽光エネルギを電気エネルギに変換
する太陽電池が用いられる。ところが、この太陽電池で
は、太陽電池セルが発生する電流ループによって磁気モ
ーメントが生成され、この磁気モーメントが人工衛星の
動作に悪影響を与えることがある。例えば、科学衛星に
よって地球や他の惑星の磁場分布等を測定する場合に
は、衛星に搭載した太陽電池で生成される磁気モーメン
トが測定精度に大きな影響を与えることになる。また、
太陽電池セルを支持させた支持板(サブストレート)
や、太陽電池セルに接続される線材に宇宙粒子線が投射
されると、これらがチャージアップされ、これが磁場を
発生する原因ともなる。
【0003】そこで、このような磁場の発生を抑制する
ために、従来では図3及び図4に示す太陽電池電源が提
案されている。図3はその一部の平面図、図4はそのA
−A線に沿う拡大断面図である。これらの図において、
ハニカム構造をしたサブストレート1の表面に多数個の
太陽電池セル3が配列され、接着剤4により接着されて
太陽電池パネルを構成している。各太陽電池セル3は導
電性連結金具5で相互に電気接続され、かつその端部は
線材6により図外の負荷回路に接続される。そして、前
記太陽電池セル3の表面には、表面に導電膜8aをコー
ティングしたカバーガラス8を密着し、かつ各カバーガ
ラス8の導電膜8aを導電性連結ワイヤ9により相互に
接続する。また、サブストレート1の裏面には導電性塗
料12を塗布している。
【0004】この構成によれば、太陽電池セル3及びサ
ブストレート1の裏面にそれぞれ導電膜8a,12が形
成されるため、これらが宇宙粒子線によってチャージア
ップされることを抑制することができる。しかしなが
ら、サブストレート1の裏面に露出された線材6がチャ
ージアップされることを防止することはできず、これが
原因となって磁場が発生する。また、太陽電池セル3
は、図3に示したように、太陽電池セル列に流れる電流
の向きが、隣接する太陽電池セル列間で互いに逆となる
ように配設することで、電流ループによって発生される
磁気モーメントを抑制しているが、太陽電池セルの出力
特性のバラツキや、サブストレート形状による太陽電池
セルの配列上の制約により、この磁気モーメントを完全
に無くすことは困難である。
【0005】このため、本発明者は先に太陽電池セルに
流れる電流の方向と逆方向に電流を流す導体路を設けた
ものを提案している。これは特開平3−104174号
公報に示されており、その要部を図5に示す。同図にお
いて、図4と同一部分には同一符号を付してある。この
構成では、太陽電池セル3の裏面とサブストレート1の
表面との間に、太陽電池セル3の列に沿って絶縁膜2a
を介して導体路2を延設し、この導体路2には太陽電池
セル3に流れる電流と逆方向に電流を流すように構成す
る。このように構成することで、太陽電池セル3の出力
特性にバラツキが生じていても、或いは太陽電池パネル
の形状から太陽電池セルの配列に制約が生じている場合
でも、電流ループの発生を抑制し、磁気モーメントを有
効に防止することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す構成においても、太陽電池セル3の電流を負荷に接
続するための線材6がサブストレート1の裏面側に露呈
されているため、更には太陽電池パネルには太陽電池セ
ルが配列されていない箇所が存在してサブストレート1
の一部が露出されているため、これらの線材6やサブス
トレート1の部分が宇宙粒子線によってチャージアップ
されることは防止できず、磁場の発生を完全に防止する
ことは困難であった。この問題に対しては、例えば線材
を含むようにサブストレートの裏面側に導電性塗料を塗
布することが考えられるが、塗布に際しては太陽電池セ
ルの破損や表面汚れを防ぐための前処理や準備に莫大な
費用や時間が必要となる。また、形成された導電性塗料
膜の抵抗値が不均一になってバラツキが生じることもあ
る。更に、使用可能な導電性塗料が限られており、太陽
電池セルの光−電気変換効率を落として使用することに
なる。特に、この種の導電性塗料には黒色塗料しかない
ため、この塗料を使用した場合には太陽熱を吸収して温
度の上昇をまねき、温度に依存する太陽電池セルの変換
効率が低くなるという問題も生じる。本発明の目的は、
電流ループによる磁気モーメントを抑制するとともに、
チャージアップによる磁場の発生を確実に防止すること
を可能にした太陽電池電源装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、サブストレー
トと、その表面に配列され、相互に電気接続されて電流
路が形成された多数個の太陽電池セルと、各太陽電池セ
ルの表面に密着され、その表面に電気接続された導電性
膜が形成されたカバーガラスと、太陽電池セルの下側の
サブストレート上に延設され、太陽電池セルに流れる方
向と逆方向に電流が通流される導体路と、太陽電池セル
で発生される電流を負荷に通流させる導電路と、この導
電路を覆うようにサブストレートの裏面側に設けられ、
その表面に導電膜が形成された被覆膜とを備える。例え
ば、導体路はサブストレートの表面に形成されたプリン
ト回路で構成され、導電路はサブストレートの裏面に形
成されたプリント回路で構成される。また、被覆膜は表
面に導電膜が一体形成された絶縁膜で構成され、導電路
を覆ってその表面が平坦となるようにサブストレートの
裏面に被着される。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の要部の破断斜視図、図2はその断面
図である。サブストレート1はハニカム構造体1aを表
面板1bと裏面板1cとで挟んで形成されており、特に
表面板1bと裏面板1cとは絶縁板で形成されている。
このサブストレート1の表面板1b上には絶縁膜2aを
介して薄膜状の導電膜を所要パターンに形成した導体路
2が形成され、この導体路2の表面上には多数個の太陽
電池セル3を配列し、その裏面において絶縁性の接着剤
4を用いて接着している。多数個の各太陽電池セル3で
構成される太陽電池セル列は、隣接する太陽電池セルが
導電性連結金具5により相互に電気接続され、発生され
た電流を太陽電池セル列にわたって通流させるように構
成する。なお、端部に位置される太陽電池セルには線材
6が接続され、この線材6はサブストレート1を厚さ方
向に貫通された透孔7を透してサブストレート1の裏面
側にまで延長されている。また、各太陽電池セル3の表
面には、表面に導電性膜8aをコーティングしたカバー
ガラス8を密着させており、各カバーガラス8の導電性
膜8aを導電性連結ワイヤ9により相互に電気接続して
いる。なお、前記導体路2には図外の回路を通して前記
太陽電池セル3の列に通流される電流とは逆向きの電流
が流れるような電気接続が行われている。この電流源に
は、太陽電池セル3で発生された電流の一部を利用する
ことができる。
【0009】一方、前記サブストレート1の裏面板1c
には、絶縁膜10aを介して薄膜状の導電膜を所要パタ
ーンに形成した導電路10を形成する。この導電路10
は、一端において前記線材6に接続され、他端において
図外の負荷に接続される。また、この導電路10を覆う
ように表面に導電性膜11aを有する被覆膜11が形成
される。この被覆膜11としては、例えば表面に銀を蒸
着して導電膜を形成したポリエーテルイミドが用いら
れ、サブストレート1の裏面板1cの全面にわたって設
けられる。なお、この実施例では被覆膜11は前記線材
6がサブストレート1を貫通する部分を除く全面に設け
られている。
【0010】このように構成された太陽電池電源装置で
は、太陽電池セル3で発生された電流は各太陽電池セル
3を接続する導電性連結金具5を透して太陽電池セル列
にわたって通流され、更に線材6及び導電路10を透し
て負荷に供給される。このとき、太陽電池セル列の下側
に設けられた導体路2には太陽電池セル列とは逆方向に
電流が流されるため、太陽電池セル3にわたって流れる
電流ループと導体路2を流れる電流ループとにより、そ
れぞれで発生される磁気モーメントが相殺し、結果とし
て磁気モーメントが零となる。また、太陽電池セル3は
密着したカバーガラス8の表面に導電性膜8aがコーテ
ィングされ、かつこの導電性膜8aは導電性連結ワイヤ
9によりそれぞれ接続されているため、宇宙粒子線がカ
バーガラス8の表面に投射されても、この粒子は導電性
膜8a及び導電性連結ワイヤ9を通して伝導され、カバ
ーガラス8がチャージアップされることはない。
【0011】一方、サブストレート1の裏面側では、線
材6に接続される導電路10を被覆する被覆膜11の表
面には導電性膜11aが形成されているため、被覆膜に
宇宙粒子線が投射されても、これは導電性膜11aを通
して伝導されるため、被覆膜11の絶縁膜部分に宇宙粒
子線が直接投射されて被覆膜11がチャージアップされ
ることが防止される。また、この被覆膜11は、線材6
がサブストレート1を貫通する部分を除く裏面板1cの
略全面に形成されているため、その表面に突状部分が生
じることはなく、太陽光救出率と赤外線輻射率の比α/
εを小さなものにできる。この比は小さいほど太陽電池
セルの温度上昇を防止し、太陽電池セルにおける光−電
気変換効率を高いものにできる。
【0012】ここで、サブストレート1の表面側に設け
た導体路2と裏面側に設けた導電路10は、サブストレ
ート1の表面板1bと裏面板1cをそれぞれ絶縁基板と
し、その表面に所要パターンの導体薄膜で構成したプリ
ント回路板として構成してもよい。また、太陽電池セル
3で発生した電流を通流させる線材6をサブストレート
1の内部のハニカム構造体1aの中を挿通させるように
してもよい。或いは、ハニカム構造体1aを導電材で形
成し、このハニカム構造体で導電路を構成するようにし
てもよい。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、サブスト
レートの表面に配列された太陽電池セルを流れる電流の
向きと逆方向に電流を流す導体路を設けているので、太
陽電池セルを流れる電流と導体路を流れる電流によりそ
れぞれ発生される磁気モーメントが相殺される。また、
太陽電池セルの表面に導電性膜を有するカバーガラスを
設け、サブストレートの裏面には太陽電池セルで発生さ
れた電流を負荷に通流させる導電路を覆うように、表面
に導体膜を有する被覆膜を設けることにより、太陽電池
セルや導体路に対する宇宙粒子線のチャージアップが防
止され、磁場の発生が防止される。これにより、太陽電
池電源装置における磁場の発生が防止され、例えば科学
衛星によって地球や他の惑星の磁場分布等を測定する場
合にも、高精度の測定を行うことが可能となる。また、
導体路をサブストレートの表面に形成されたプリント回
路で構成し、導電路をサブストレートの裏面に形成され
たプリント回路で構成することで、薄型の太陽電池パネ
ル、即ち太陽電池電源装置が構成できる。更に、被覆膜
をサブストレートの裏面に平坦に形成することで、太陽
光吸収率と赤外線輻射率の比を小さくし、太陽電池セル
の温度上昇を抑制し、太陽電池セルの光−電気変換効率
を向上することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池電源装置の一実施例の一部を
破断した斜視図である。
【図2】図1の太陽電池電源装置の断面図であり、特に
図3のA−A線に相当する箇所の構造を示す。
【図3】本発明の対象となる太陽電池電源装置の概略平
面図である。
【図4】図3のA−A線に沿う箇所の、従来の太陽電池
電源装置の断面図である。
【図5】従来の他の構成の太陽電池電源装置を示し、図
4と同様な箇所の断面図である。
【符号の説明】
1 サブストレート 2 導体路 3 太陽電池セル 5 導電性連結金具 6 線材 8 カバーガラス 10 導電路 11 被覆膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持板と、この支持板の表面に配列さ
    れ、相互に電気接続されて電流路が形成された多数個の
    太陽電池セルと、各太陽電池セルの表面に密着され、そ
    の表面に電気接続された導電性膜が形成されたカバーガ
    ラスと、前記太陽電池セルの下側の支持板上に延設さ
    れ、太陽電池セルに流れる方向と逆方向に電流が通流さ
    れる導体路と、前記太陽電池セルで発生される電流を負
    荷に通流させる導電路と、この導電路を覆うように前記
    支持板の裏面側に設けられ、その表面に導電膜が形成さ
    れた被覆膜とを備えることを特徴とする太陽電池電源装
    置。
  2. 【請求項2】 導体路は支持板の表面に形成されたプリ
    ント回路で構成され、導電路は支持板の裏面に形成され
    たプリント回路で構成された請求項1の太陽電池電源装
    置。
  3. 【請求項3】 被覆膜は表面に導電膜が一体形成された
    絶縁膜で構成され、導電路を覆ってその表面が平坦とな
    るように支持板の裏面に被着されてなる請求項1の太陽
    電池電源装置。
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