一种刚柔太阳电池阵及其制备方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种刚柔太阳电池阵及其制备方法，该刚柔太阳电池阵包括柔性太阳能电池组件和网格状刚性框架，通过将柔性太阳电池组件固定于网格状刚性框架镂空结构内，以构成既具有刚性特点又具有柔性特点的太阳电池阵，一方面柔性太阳能电池组件相对于刚性太阳能电池组件具有较轻的重量，从而能够减轻刚柔太阳电池阵的重量；另一方面，柔性太阳能电池组件固定于网格状刚性框架镂空结构内，能够防止柔性太阳电池组件卷曲，简化柔性太阳能电池组件的展开结构。

A Rigid and Flexible Solar Array and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种刚柔太阳电池阵及其制备方法
本专利技术实施例涉及航天
，尤其涉及一种应用于航天器的刚柔太阳电池阵及其制备方法。
技术介绍
太阳电池阵通过光生伏特效应将太阳能转换为电能，为航天器的用电装置提供电能。目前，应用于航天器(例如卫星)的太阳电池阵为刚性折叠式的太阳电池阵，该刚性折叠式的太阳电池阵具有可折叠的刚性基板。在卫星发射时，刚性折叠式的太阳电池阵的刚性基板以折叠的方式收拢在一起，而在卫星入轨后，再将折叠的刚性基板展开，以使太阳电池阵接收太阳辐射。但是，通常刚性太阳电池阵重量较重，不利于卫星的发射和在轨运动；而将刚性太阳能电池替换为柔性太阳能电池时，虽然重量减轻了，但是柔性太阳电池阵的展开机构复杂，该柔性太阳电池阵由卷绕的状态展开时，会对卫星产生较大的在轨扰动。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术实施例提供一种刚柔太阳电池阵及其制备方法，能够解决现有技术中太阳电池阵重量较重，不利于太阳能电池在航天器上的应用，以及太阳电池阵结构复杂，增加成本的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种刚柔太阳电池阵，包括：多个柔性太阳能电池组件，所述柔性太阳能电池组件包括柔性衬底基板和至少一片柔性太阳能电池；所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧；网格状刚性框架；所述网格状刚性框架包括与多个所述柔性太阳能电池组件对应的镂空结构；所述柔性太阳能电池组件固定于所述镂空结构内。可选的，所述网格状刚性框架包括沿第一方向延伸且沿第二方向排列的多个第一支撑杆，以及沿第二方向延伸且沿第一方向排列的多个第二支撑杆；多个所述第一支撑杆与多个所述第二支撑杆交叉设置构成多个所述镂空结构。可选的，所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆具有镂空结构。可选的，多个所述柔性太阳能电池通过内部的导线电连接；所述导线贯穿所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆的镂空结构。可选的，所述刚柔太阳电池阵包括多个网格状刚性框架；相邻的两个所述网格状刚性框架的第一支撑杆通过铰接件连接；和/或，相邻的两个所述网格状刚性框架的第二支撑杆通过铰接件连接。可选的，所述柔性太阳能电池包括柔性三结砷化镓太阳能电池。可选的，所述柔性太阳能电池组件的各所述柔性太阳能电池通过焊接的方式串联和/或并联。可选的，所述柔性太阳能电池组件还包括透明薄膜；所述透明薄膜位于所述柔性太阳能电池背离所述柔性衬底基板的一侧，且所述透明薄膜覆盖所述柔性太阳能电池组件的所有柔性太阳能电池。可选的，柔性太阳能电池组件还包括用于粘贴所述柔性太阳能电池和所述柔性衬底基板的胶层；所述胶层为硅橡胶层。可选的，述柔性衬底基板包括聚酰亚胺薄膜和玻璃纤维基板的任意一种。可选的，所述网格状刚性框架的材料包括碳纤维。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种刚柔太阳电池阵的制备方法，包括：形成柔性太阳能电池组件；所述柔性太阳能电池组件包括柔性衬底基板和至少一片柔性太阳能电池；所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧；将所述柔性太阳能电池组件固定于网格状刚性框架的镂空结构内；其中，所述网格状刚性框架的镂空结构与柔性太阳能电池组件一一对应。可选的，所述形成柔性太阳能电池组件，包括：形成柔性太阳能电池；提供柔性衬底基板；将所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧；在所述柔性太阳能电池背离所述柔性衬底基板的一侧覆盖一层透明薄膜。可选的，将所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧，包括：在所述柔性衬底基板的一侧涂覆胶层；将所述柔性太阳能电池通过所述胶层粘贴于所述柔性衬底基板上；将粘贴有所述柔性太阳能电池的柔性衬底基板置于负压平台内，对所述胶层进行加压固化，以使所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板上。可选的，所述将所述柔性太阳能电池组件固定于网格状刚性框架的镂空结构内，包括：将所述柔性太阳能电池组件通过编织的方式固定于所述网格状刚性框架的镂空结构内。本专利技术实施例提供了一种刚柔太阳电池阵及其制备方法，该刚柔太阳电池阵包括柔性太阳能电池组件和网格状刚性框架，通过将柔性太阳电池组件固定于网格状刚性框架的镂空结构内，以构成既具有刚性特点又具有柔性特点的刚柔太阳电池阵，一方面柔性太阳能电池组件相对于刚性太阳能电池组件具有较轻的重量，从而能够减轻刚柔太阳电池阵的重量；另一方面，柔性太阳能电池组件固定于网格状刚性框架的镂空结构内，能够防止柔性太阳电池组件卷曲，简化柔性太阳能电池组件的展开结构。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种刚柔太阳电池阵的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种柔性太阳能电池组件的俯视结构示意图；图3是沿图2中A-A'截面的一种柔性太阳能电池组件的剖视结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种柔性太阳能电池组件的膜层结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种网格状刚性框架的结构示意图；图6是沿图5中B-B'截面的一种支撑杆的剖视结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一种网格状刚性框架的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的又一种刚柔太阳电池阵的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种刚柔太阳电池阵的制备方法的流程图；图10是本专利技术实施例提供的一种柔性太阳能电池组件的制备方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。众所周知，刚性的太阳能电池组件相较于柔性的太阳能电池组件具有较重的质量，当将该刚性的太阳能电池阵列应用于航天器时，会使航天器具有较大的额外负载，不利于航天器的运行。而柔性太阳能电池组件具有易弯曲卷绕的特点，使得柔性太阳能电池组件需要相应的支撑结构支撑其展开，以使柔性太阳能电池组件具有较平整的受光面，接收太阳辐射能，进行光电转换。现有的柔性太阳电池组件的支撑结构具有复杂的构造，且由柔性太阳能电池组件组成的太阳能电池阵列由于气流等原因会产生较大的扰动，当将该柔性太阳能电池阵列应用于航天器时，会对航天器的运动造成较大的阻力。基于上述技术问题，本专利技术实施例提供一种刚柔太阳电池阵，该太阳电池阵能够进行光电转换，可应用于航天器中，为航天器的用电装置提供电能。图1是本专利技术实施例提供的一种刚柔太阳电池阵的结构示意图，图2是本专利技术实施例提供的一种柔性太阳能电池组件的俯视结构示意图。结合图1和图2，本专利技术实施例提供的刚柔太阳电池阵100包括多个柔性太阳能电池组件10和网格状刚性框架20。其中，柔性太阳能电池组件10包括柔性衬底基板11和至少一个柔性太阳能电池12；该柔性太阳能电池12固定于柔性衬底基板11的一侧；网格状刚性框架20包括与多个柔性太阳能电池组件10一一对应的多个镂空结构25，且柔性太阳能电池组件10固定于网格状刚性框架20的镂空结构25内。其中，网格状刚性框架20的材料例如可以为碳纤维。由碳纤维构成的网格状刚性框架20具有许多优良性能，强度和模量高、密度低、无蠕变、非氧化环境下耐超高温和耐疲劳性好，以使网格状刚性框架20具有刚性和柔性的双重特点。该网格状刚性框架20的质量比相同结构的金属铝轻，但网格状刚性框架20强度却高于钢铁。柔性太阳能电池组件10的柔性衬底基板11可以为聚酰亚胺薄膜和玻璃纤维基板中的任意一种。当柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚柔太阳电池阵，其特征在于，包括：多个柔性太阳能电池组件，所述柔性太阳能电池组件包括柔性衬底基板和至少一片柔性太阳能电池；所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧；网格状刚性框架；所述网格状刚性框架包括与多个所述柔性太阳能电池组件对应的镂空结构；所述柔性太阳能电池组件固定于所述镂空结构内。

【技术特征摘要】
1.一种刚柔太阳电池阵，其特征在于，包括：多个柔性太阳能电池组件，所述柔性太阳能电池组件包括柔性衬底基板和至少一片柔性太阳能电池；所述柔性太阳能电池固定于所述柔性衬底基板的一侧；网格状刚性框架；所述网格状刚性框架包括与多个所述柔性太阳能电池组件对应的镂空结构；所述柔性太阳能电池组件固定于所述镂空结构内。2.根据权利要求1所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，所述网格状刚性框架包括沿第一方向延伸且沿第二方向排列的多个第一支撑杆，以及沿第二方向延伸且沿第一方向排列的多个第二支撑杆；多个所述第一支撑杆与多个所述第二支撑杆交叉设置构成多个所述镂空结构。3.根据权利要求2所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆具有镂空结构。4.根据权利要求3所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，多个所述柔性太阳能电池通过内部的导线电连接；所述导线贯穿所述第一支撑杆和/或所述第二支撑杆的镂空结构。5.根据权利要求2所述的刚柔太阳电池阵列，其特征在于，所述刚柔太阳电池阵包括多个网格状刚性框架；相邻的两个所述网格状刚性框架的第一支撑杆通过铰接件连接；和/或，相邻的两个所述网格状刚性框架的第二支撑杆通过铰接件连接。6.根据权利要求1～5任一项所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，所述柔性太阳能电池包括柔性三结砷化镓太阳能电池。7.根据权利要求1～5任一项所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，所述柔性太阳能电池组件的各所述柔性太阳能电池通过焊接的方式串联和/或并联。8.根据权利要求1～5任一项所述的刚柔太阳电池阵，其特征在于，所述柔性太阳能电池组件还包括透明薄膜；所述透明薄膜位于所述柔性太阳能电池背离所述柔性衬底基板的一侧，且所述透明薄膜覆盖所述柔性太阳能电池组...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亚方，
申请(专利权)人：苏州馥昶空间技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32