【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在以线路(stra)的形式布置的情况下的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部。
技术介绍
1、由于对高效率的要求，用于太空应用的太阳能电池构造为所谓的iii-v多结太阳能电池，即具有多个串联连接的p/n结。为此，目前至少三个彼此叠置地堆叠的p/n结单片地集成。一般而言，在iii-v多结太阳能电池的情况下，最下方的p/n结通过锗衬底电池形成。
2、用于地球上的应用的太阳能电池几乎仅构造为由硅制成的单结太阳能电池并且构造在矩形的、大型的、刚性构造的模块中，与用于地球上的应用的太阳能电池不同，对太空太阳能电池的实施方案提出完全不同的要求。用于太空太阳能电池的重要条件主要是：尽可能小的重量，大于30％的效率，在大的温度范围内非常高的可靠性和稳健性，对振动以及对高剂量质子辐射和电子辐射的抵抗力。由于在太空真空中热量的散发、即对电气构件的冷却只能够以辐射的形式实现，因此，电气构件的散热明显比在地球上的应用的情况下更高开销。
3、因此，用于太空太阳能电池的模块的制造和构造技术、即嵌板(paneele)的类型与地球上的太阳能电池模块的制造和构造技术完全分开地并且不同地发展。
4、如此，在太空太阳能电池被减薄到小于150μm的厚度之后，这些太空太阳能电池依次地布置为单个的行(也被称为线路(strang))。太空太阳能电池借助特定的、同样非常轻且柔韧的金属连接器沿着线路相互焊接并且由此电串联互连。所述行沿着纵向方向是柔韧的，并且布置在超轻的、碳纤维增强的、刚性的嵌板上或者布置在薄的、柔韧的载体
5、嵌板一般包括多个线路。在嵌板上，多个线路借助在相应的嵌板的后侧上的柔韧线缆相互串联互连和/或并联互连。为此，该嵌板在后侧上具有线缆束。另外，在嵌板的后侧上布置有另外的电气构件。
6、与用于太空太阳能电池的前述实施方案不同，地球上的太阳能电池刚性地布置在机械刚性的、重的且稳定的载体板上并且整体上借助刚性的、尤其是防雹的玻璃板覆盖。在此，用于各恰好一个嵌板的玻璃板布置在环绕的框架上，其中，每个嵌板借助框架并且借助粘合材料相对于环境影响密封地构造，所述粘合材料尤其是硅酮。
7、用于地球上的太阳能电池的嵌板的总重量比太空太阳能电池的超轻嵌板高多个数量级。另外，在地球上的应用的情况下，有缺陷的嵌板能够容易被更换。因此，地球上的太阳能电池的嵌板也只具有少量的保护二极管。
8、与此不同，在用于太空的嵌板的情况下，太空太阳能电池中的每个单个的太空太阳能电池具有自己的旁路二极管，以便在一个太空太阳能电池失效的情况下，并非相应的线路的所有太空太阳能电池都失效，即并非整个线路失效。
9、通常，在太空太阳能电池的情况下，配属的旁路二极管布置在两个被剪切的角部中的一个角部中，即所谓的“裁剪的角部(cropped corner)”。每个旁路二极管借助金属连接器直接与相应的太空太阳能电池连接。出于可靠性原因，连接器始终是焊接的。
10、为了保护太空太阳能电池免受太空辐射影响，太空太阳能电池中的每个太空太阳能电池的前侧和布置在角部中的旁路二极管借助单独的、非常薄的覆盖玻璃被保护免受短波uv光影响。
11、超薄的覆盖玻璃分别具有小于0.2mm的厚度，并且借助粘接剂与太空太阳能电池的前侧连接。在此，布置在“裁剪的角部”中的旁路二极管被配属的太空太阳能电池的覆盖玻璃一同遮盖。换言之，旁路二极管不具有自己的、即单独的覆盖玻璃。
12、前述布置的缺点在于，在由太空太阳能电池和配属的旁路二极管组成的对中出现故障时，对的单个的部分只能够用非常大的工作量来更换。
13、如果太空太阳能电池已经布置在该线路上，则在该线路上的有缺陷的部分的更换是更高开销的，使得整个线路是有缺陷的并且整体上通过别的线路来替换。换言之，修理或者修整在经济上是不合理的。
14、太空太阳能电池的布置由de 10 2004 044 061 a1已知。太空太阳能电池构造呈线路的形式，在英语中也被称为string。如上所述，太空太阳能电池中的每个太空太阳能电池具有布置在太空太阳能电池的角部中的旁路二极管，其中，该旁路二极管分别与相应的太空太阳能电池反并联地电互连并且借助共同的覆盖玻璃被保护。
15、除了相应的旁路二极管之外，太空太阳能电池的每个线路具有一个或者多个经封装的或者经包封的、即借助模塑质量包围的线路保护二极管。该线路保护二极管的任务是，抑制在与正常运行相比相反的方向上的、即在反向中的电流，以便由此降低电流损失。
16、线路保护二极管在导通方向上、即在正向中与线路的太空太阳能电池串联互连。换言之，在通过太阳照射时，由布置在线路上的太空太阳能电池产生几安培的、典型地1.4a的电流，其中，随后，整个电流流动通过在正向极化的线路保护二极管。
17、在反向中，尤其是当例如多个相互互连的线路中的一个线路不暴露在或者仅暴露在少量太阳辐射下并且其他线路中的一个线路完全暴露在太阳辐射下时，一般出现在10v与100v之间的电压。经过处于暗处的线路的电流流动被现在反向极化的线路保护二极管抑制。
18、出于可靠性和柔性的原因，对于处在应用中的实施方案而言，对于每个线路，将一个或者多个经封装的线路保护二极管布置在嵌板的后侧上并且借助柔韧的电导线与在嵌板的前侧上的线路互连。基于该布置，保护在嵌板的后侧上的经封装的线路保护二极管免受太阳的附加的热量输入的影响，使得散热在更高的电流负载的情况下变得不成问题。
19、应注意，由于在太空中缺少对流，被动冷却仅以辐射热量的形式实现，其中，在对于线路保护二极管而言最大允许的小于等于170℃的温度的情况下，只能够放射少量能量，所述线路保护二极管通常构造为硅二极管。
20、出于冗余度原因和/或为了减少发热，通常多个线路保护二极管并联互连。
21、由us2018/0062011a1、尤其是由图3a和图3b和图4a和图4b已知一种布置在前侧上的线路保护二极管的集成布置。对于每个线路，一个或者多个线路保护二极管在每个线路的端部上以与旁路二极管的集成布置相似的方式集成在布置在该线路的端部上的太空太阳能电池的第二角部中。在太空太阳能电池中，第二角部和第一角部布置在相同侧上。
22、在此，线路保护二极管的后侧或者前侧借助另外的金属连接器与直接相邻的太空太阳能电池的后侧或者前侧电串联互连。在线路保护二极管的上侧上构造有第二触点。第二触点经由另外的连接器与在太空太阳能电池线路的端部上的、矩形的、连贯的金属触点部分互连。相应于旁路二极管地，线路保护二极管也与直接相邻的太空太阳能电池的覆盖玻璃粘合。
23、如上所述，线路保护二极管与相应的太空太阳能电池以相应于旁路二极管的方式集成，即线路保护二极管与太空太阳能电池共同布置在塑料载体箔上或布置在嵌板上。
24、由此，线路的制造明显更高开销，因为尤其是线路保护二极管与旁路二极管相比必须实施得明显更大且更性能卓越，以便以具有尽可能低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.在以线路(STRA)的形式布置的情况下的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，
2.根据权利要求1所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(VB1)具有第一接触面和第二接触面，其中，两个接触面中的一个接触面与在所述下侧上的金属触点或者与在所述线路保护二极管(DS1-DS6)中的一个线路保护二极管的上侧上的金属触点中的一个金属触点互连，并且所述两个接触面中的另一个接触面与所述金属条互连。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(VB1)的情况下，所述两个接触面构造得相同或者不同。
4.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(VB1)的情况下，所述两个接触面中的至少一个接触面、或者两个接触面分别具有一个接触金属箍或者多个接触金属箍。
5.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(VB1)的情况下，在所述两个接触面之间的连接件蜿蜒地构
6.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(VB1)的两个接触面分别扁平地构造并且分别具有在所述Z方向上构造的在0.01mm与0.7mm之间的厚度。
7.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(VB1)具有矩形的表面，并且所述矩形的表面的长侧的延伸尺度是短侧的延伸尺度的5倍或更大。
8.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述线路(STRA)的所有太空太阳能电池(WSZ)分别具有旁路二极管，并且所述旁路二极管(SD)直接与相应的太空太阳能电池(WSZ)互连。
9.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，两个触点接通的线路保护二极管组件(DGDS)中的一个线路保护二极管组件与布置在所述两个端部中的一个端部上的太空太阳能电池(WSZ)的旁路二极管(SD)直接互连。
10.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，在所述线路的两个端部上构造有保护组件(SA)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，在光入射到所述太空太阳能电池(WSZ)的前侧上时，所述电流仅通过相应触点接通的线路保护二极管(DS1-DS6)和所述金属条(BUB)流动至附接导线。
12.根据权利要求4所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述接触金属箍具有在0.01mm与0.5mm之间的或者在0.02mm与0.2mm之间的厚度。
13.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述晶片(D)的覆盖部在红外线中是透明的，以便反射太阳辐射，和/或所述覆盖部构造为覆盖玻璃。
14.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，所述保护组件(SA)直接构造在所述两个端部中的一个端部上，并且在所述X方向上在所述保护组件(SA)与和所述保护组件(SA)互连的太空太阳能电池(WSZ)之间的间距位于10μm与10mm之间的范围中或者位于100μm与2mm之间的范围中。
15.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(WSZ)的布置的保护部，其特征在于，借助所述金属条和/或所述晶片的金属化的下侧，构造用于所述线路保护二极管(DS1-DS6)的冷却部。
...【技术特征摘要】
1.在以线路(stra)的形式布置的情况下的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，
2.根据权利要求1所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(vb1)具有第一接触面和第二接触面，其中，两个接触面中的一个接触面与在所述下侧上的金属触点或者与在所述线路保护二极管(ds1-ds6)中的一个线路保护二极管的上侧上的金属触点中的一个金属触点互连，并且所述两个接触面中的另一个接触面与所述金属条互连。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(vb1)的情况下，所述两个接触面构造得相同或者不同。
4.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(vb1)的情况下，所述两个接触面中的至少一个接触面、或者两个接触面分别具有一个接触金属箍或者多个接触金属箍。
5.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，在所述连接器(vb1)的情况下，在所述两个接触面之间的连接件蜿蜒地构造，以便使所述两个接触面彼此机械地脱耦。
6.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(vb1)的两个接触面分别扁平地构造并且分别具有在所述z方向上构造的在0.01mm与0.7mm之间的厚度。
7.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，所述连接器(vb1)具有矩形的表面，并且所述矩形的表面的长侧的延伸尺度是短侧的延伸尺度的5倍或更大。
8.根据上述权利要求中任一项所述的太空太阳能电池(wsz)的布置的保护部，其特征在于，所述线路(stra)的所有太空太阳能电池(wsz)分别具有旁路二极管，并且所述旁路...
【专利技术属性】
技术研发人员：I·兹林扎克，
申请(专利权)人：阿聚尔斯佩西太阳能有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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