本发明专利技术提出一种减小太阳能发电机的光伏阵列相对于光伏阵列的支撑衬底的机械耦合的方案。实际上，光伏电池很薄（几十微米）且很脆。当光伏电池被粘合到衬底上时，由于振动，其经受几何变形，特别是热弹性效应，这可能导致电池破裂。本发明专利技术包括通过柔性系统（８）固定电池，其中柔性系统（８）能够解耦电池（６）与衬底（７）的变形，同时保证电池朝衬底的足够的辐射性耦合，以便避免飞行中衬底的升温及其效力损失。该方案包括使用借助于维可牢尼龙搭扣固定在衬底上的具有高发射率的后面（Ｇｅ或Ａｇ衬底的金属喷镀或Ｋａｐｔｏｎ胶合的后面使用）的光伏电池。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有支撑衬底的光伏电池阵列，其中阵列的电池相对于其刚性支 撑衬底机械解耦，该阵列通常用在太阳能发电机板的制造中，以保证航天器的供电，特别是 卫星的供电。
技术介绍
图1中示意性地显示了现有技术的光伏元件1 (也称作“有盖互联电池”或“太阳 能电池组件”)的示例性实施例，该元件形成阵列的一部分，根据轨道中所需的能量，阵列包 括几百至上万个这样的元件。元件1包括通过粘合剂层3固定到多个电池的公共刚性衬底 4上的光伏电池2。在这种阵列中，光伏电池很脆，因为它们厚度小，并且对通常施加于其上的由于其 粘合在刚性衬底上而引起的变形非常敏感。实际上，衬底通常是具有碳表皮的夹层结构，其 热弹性稳定性有限单向增强的区域可能起皱，或者表皮在蜂巢网上可能变形为杯状(被 称为“浮印(telegraphing) ”现象)。此外，通过粘合来固定引起的问题是可能要修理电池，这是费力的，因为必须非常 精细地刮掉施加到衬底上的绝缘材料，例如Kapton 。根据估计，将电池从其衬底上去除的 操作可能耗费大约一天的工作。将电池粘合到衬底上容易使电池变形。将电池从衬底机械解耦的一个方式包括加 厚粘合层，但是这显著增大了总质量，并引入粘合剂不受控排气(anarchic degassing)的 风险，这甚至可能导致电池爆炸(被称为“爆破(pop-off)”现象)。柔性电池固定系统(例如“细丝”、“薄膜”等)的问题在于太阳能发电机结构的严 重的技术性断裂，而且当在柔性翼上执行电池的固定时，会引入影响用于操纵载体卫星的 AOCS( “轨道控制系统上的姿态”)的问题。以机械解耦的方式将电池固定在其支撑衬底上而不考虑热学方面的问题的想法 是不适当的，因为机械解耦导致丧失传导性耦合，以及必须用辐射性耦合来代替。在丧失电 池-衬底热耦合的情况下，电池的温度将上升，并失去其大部分效力。
技术实现思路
本专利技术的主题是一种具有光伏电池以及具有刚性支撑衬底的元件阵列，在阵列的 每个电池和支撑衬底之间表现出机械解耦，同时保证良好的相互热传导，该阵列特别用于 太阳能发电机的外表，用于向卫星提供电能。根据本专利技术的光伏阵列的特征在于，所述阵列的每个光伏元件通过自粘结而且易 分解的柔性固定器件固定到衬底上，每个电池的后面和所述衬底的前面包括增强其热辐射 特性的层。附图说明通过阅读以非限制性示例给出的以及显示在附图中的实施例的详细描述，将更好 地理解本专利技术，其中图1如上所述是现有技术的太阳能板光伏阵列元件的示意性剖面图，图2是根据本专利技术的太阳能板光伏阵列元件的示意性剖面图，图3是根据本专利技术的太阳能板光伏阵列的四个相邻电池的平面图，以及图4是根据本专利技术的太阳能板光伏阵列元件的示意性剖面图，其比图2提供更多细节。具体实施例方式本专利技术提出一种减小太阳能发电机的光伏阵列相对于光伏阵列的支撑衬底的机 械耦合的方案。实际上，光伏电池很薄(几十微米厚)且很脆。当光伏电池被粘合到衬底 上时，由于振动，其经受几何变形，特别是热弹性效应，这可能导致电池破裂。本专利技术包括通 过柔性系统固定电池，从而能够解耦电池与衬底的变形部分，同时保证电池朝衬底的足够 的辐射性耦合，以便避免飞行中衬底的升温及其效力损失。该方案包括使用借助于维可牢 尼龙搭扣固定在衬底上的具有高发射率的后面(Ge或Ag衬底的栅格(grid)或Kapton胶 合(kaptoning)的后面使用)的光伏电池。图2中示意性显示的光伏元件5包括通过维可牢(Velcro) 连结垫8或者类似的 自粘结且易分解的柔性固定器件固定到衬底7 (多个电池的公共衬底)的相应区域的光伏 电池6。下面参考图3和4描述制造这些不同元件的细节。衬底7的后面7A以本身已知的 方式被处理，其前面保持被绝缘膜覆盖，该绝缘膜是Kapton型的具有高发射率等级的绝缘 膜，以便保证朝固定该衬底的支撑物(未显示)的良好的热辐射性传导。通过该膜获得的 热发射率系数ε例如大约为0.6至0.9。在图3的平面图中显示了形成光伏太阳能板的一部分的四个相邻的矩形电池9至 12 (光伏太阳能板的其他电池未显示)。电池9至12中的每一个均通过以下详述的方式借 助于四个维可牢垫8固定到支撑衬底，其中每个维可牢垫设置在电池角落的下方。同一列 的电池通过电互联13连接到一起。图4中详细显示了图2的光伏元件5的不同组成部分。适当的光伏电池6例如是 传统的Si或者Asfe型。其后面(与其支撑物相对的面)上涂敷有自粘结的Kapton 箔 14，厚度例如为大约50 μ m。作为变化例，涂层可以是金属喷镀层，例如银层。Kapton的热 发射率系数ε大约为0.61，而银的热发射率系数ε大约为0. 05。由于Kapton比金属喷 镀更便宜，因此有利的使用Kapton，虽然其在热学方面性能略差，这还能够不改变制造市场 上现有的电池的方法。与电池6相对的衬底面7是碳表皮15，碳表皮15自身被Kapton层16覆盖，衬底 7通常是“蜂巢”型，以在其前面和其后面之间具有高的热传导率。固定到电池6的维可牢垫的部分8A通过粘合固定到电池6的层14上，固定到衬 底7的维可牢垫的相应部分8B通过粘合固定到衬底的层16上，维可牢有利的是自粘结型 的。因此，通过本专利技术，通过使用当前的光伏电池以及通过在后面上沉积自粘结的 Kapton膜，可以保证光伏电池和衬底之间的辐射性热耦合。此外，使用后面上具有粘合区域的电池而不是在整个表面上粘合能够使电池的后面具有与电池的前面同样(良好的)发射率。权利要求1.一种具有刚性支撑衬底的光伏电池阵列，其特征在于，所述阵列的每个光伏元件 (5)通过自粘结而且易分解的柔性固定器件(8)固定到衬底(7)上，每个电池的后面和所述 衬底的前面包括增强其热辐射特性的层(14，16)。2.根据权利要求1所述的阵列，其特征在于，所述柔性固定器件包括Velcro 垫，所述 柔性固定器件的一部分(M)固定到所述电池，另一部分(8B)固定到所述衬底。3.根据权利要求2所述的阵列，其特征在于，每个电池通过四个垫固定到所述衬底，每 个垫位于表面的角落下方。4.根据前述权利要求中任一项所述的阵列，其特征在于，所述增强热辐射特性的层是 Kapton 或者金属喷镀。5.根据前述权利要求中任一项所述的阵列，其特征在于，所述阵列形成航天器太阳能 发电机的一部分。全文摘要本专利技术提出一种减小太阳能发电机的光伏阵列相对于光伏阵列的支撑衬底的机械耦合的方案。实际上，光伏电池很薄(几十微米)且很脆。当光伏电池被粘合到衬底上时，由于振动，其经受几何变形，特别是热弹性效应，这可能导致电池破裂。本专利技术包括通过柔性系统(8)固定电池，其中柔性系统(8)能够解耦电池(6)与衬底(7)的变形，同时保证电池朝衬底的足够的辐射性耦合，以便避免飞行中衬底的升温及其效力损失。该方案包括使用借助于维可牢尼龙搭扣固定在衬底上的具有高发射率的后面(Ge或Ag衬底的金属喷镀或Kapton胶合的后面使用)的光伏电池。文档编号H01L31/052GK102138223SQ200980134005 公开日2011年7月27日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月26日专利技术者L·达布里容 申请人:泰勒斯公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有刚性支撑衬底的光伏电池阵列，其特征在于，所述阵列的每个光伏元件（５）通过自粘结而且易分解的柔性固定器件（８）固定到衬底（７）上，每个电池的后面和所述衬底的前面包括增强其热辐射特性的层（１４，１６）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·达布里容，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：FR
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