航天器太阳电池阵的研究进展
折叠状航天器太阳电池阵在轨热分析(Ⅱ)——计算结果和分析
Ｔｈ ｒ ｌａ ａ ｙ ｉ ｏ ｏ ｄｅ ｏ ａ ｒ ａ ｆ ｓ ａ ｅ ｒ ｆ ｎ ｏ ｂ ｔ（Ⅱ ） ｅ ｍａ ｎ ｌ ｓｓｆ ｒｆ ｌ ｄ ｓ ｌ ｒ ａ ｒ ｙ ｏ ｐ ｃ ｃ ａ ｔｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｎｄ ａ ｌ ｓ ｓ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ａ ｎａ ｙ ｉ
ＣＨＥ ＮＧ ｕｉｅ 。 Ｙ Ａ Ｎ Ｇ ｅ ａ。 ＳＨ ＩＪｎ ｍ ｉ ｏ ， ＦＡ Ｎ Ｇ ｕｏ ｌ ｎｇ Ｈ ｒ， Ｗ ｉｈｕ ， ｉ— ａ Ｇ —ｏ
ｆ Ｉ ｓ ｋｕ ｅ 。 ］ ｅ ｍ ｏ ｈ Ｍ ｃ ｎ ｎ ｔ ｔ ｆ ＇ ｒ ｐ ｙ ｓ ａ ｄ Ｅｎｅ ｇ １ ｈ ｒ ｙ． Ｓ ａ ｇ ａ ｉｏ ｏ ｇ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ． Ｓｈ ｎｇ ａ ２ ０ ３ ｈ ｎ ｈ ｉ１ ｔ ｎ ａ ｉｅｓｔ ａ ｈ ｉ ０ ０ ０； ２ Ｓｈ ｎ ａ Ａ ｃ ｄ ｍ ｙ ｏ ｅ ｏ ｐ ｃ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｇｈ ｉ ａ ｅ ｆａ ｒ ｓ ａ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ， Ｓ ｎ ａ ０ ０ ２Ｊ ｈａ ｇｈ ｉ２ ｎ ３
ｃ ｎ ｄ ｒ ａｒ ｆ ｌ ｏ ｓ／ｅ ｅｄ ｃ ｅ ｕｌｙ．Ｔｈｅｎｕｍ ｂｅ ｆｎｏ ｅｓｉ Ⅳ 一 Ⅳ ｌ Ⅳ ！ Ｎ 一 １ ｒｏ ｄ ｓ × × ４× ２２× ２２ ６ ６．ａ ｎｉｉ — ７７ ｎｄ ｉ ｔａ［
１ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓＴ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｉ 、一 ２ ８ ７ Ｋ Ｔｈ ｒ ｎ ｉｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｐ ｎ ｅｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ【 ｈ ｏ ｄ ｄ ｓ ｌ ｒａ ｒ ｙ ｆ ｒｔ ｅ ｔ ｅ ｔａ ｓｅ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｔ ｃ ） ｔ ｅ ｆｌ ｅ ｏ ａ ａ ｏ ｈ ｉ ｉ ｒ ｍｅ ｐ ｒ ｄ ｏ ２ ４ ｓ￣ｅ ｅ ｏ ｔ ｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｗｉｈ ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｓｏ ａ ｔ ａ ｉｔｏ ｎ ｔ ｏ ｔｔ ｅｅ ｆ Ｃ ｆ ｔ ｎ ｔ ｒ ｅ ｉ ｆ ３ ， ｒｒ ｂ ａｎ ｄ ｏ ３ Ｌ ｅｒ ｓ 【 ｔ ｈ ｆｅ ｔ ｆｅ ｒ ｈ ｒ ｄ ａ ｎ ａ ｄ ｗｉｈ ｕ ｂ ｉｅ ｔｏ ｅ ｓ Ｌ ｉｏ ｎ
新型高压太阳电池阵在低轨等离子体环境中的适应性分析和研究
中，来 自空间等离子体的离子被互连片上的负电位 吸附 ， 电池阵玻璃盖片上聚集了大量的离子 ， 产生表
层 电场 ， 时 ， 此 ＞ ， 成反 电动势 。针 对 ＨＶ Ａ ０形 Ｓ
的 负偏 压 引 起 的静 电放 电 的影 响 大 致 可 以分 以 下
离子体效应也越显突出， 为此 ， 近年来国外对高压太 阳电池阵的等离子体效应 和防护 的研究极 为重视 ， 成为采用高压太 阳电池阵必须解决的关键技术 。本
低轨道等离子体环境和高轨道是不 同的，其对 高压太 阳电池阵影响的机理也是不同的。结合上述 项 目的研究成果 ，需要进行太阳电池 阵低轨道等离 子体试验 ，以验证试验实施的可行性和防护措施的 有效性。 通过该试验的实施 ， 以掌握试验中关键的 可
载人航天 ２ １ 年第 ６ ０１ 期
Ｉ程技术
技 术 ， 将试 验 成果 补充 到上 述 的机理 分析 中 ， 成 并 形
全面的研究报告。 试验具有一定的前瞻Ｉ 结合国外 生， 已经较为成熟的试验方法 ， 将试验中测试所得参数
去修 正我 困研 制 的 Ｈ Ｓ Ｖ Ａ设 计方 案 。试验 全 程通 过 摄 像 机进 行 录制捕 获放 电影 像 。试验 件所 采 用材 料
工程 技术
载人航天 ２ １ 年第 ６ ０１ 期
新型高压太 阳电池阵在低轨等离子体环境 中的 适应性分析和研究
杨 华 星 毕 雨 雯 ｚ 路 火平 ・
（ １上海宇航系统工程研究所
摘
２上海航天技术研究院）
要 空间 实验 室所 处 的低 地球 轨 道 ，空 间环 境 复 杂 多样 ，高压 太 阳电池 阵的 空 间
大 气 的一个重 要层 区 。 它是 由太 阳光 能 电磁 辐射 、 宇
CAST2000卫星太阳电池阵基板原子氧防护技术研究
装备环境工程第5卷第6期。
化。
E Q U I PM E N T E N V I R O N M E N T A I，E N G I N E E R I N G2008年12月C A ST2000卫星太阳电池阵基板原子氧防护技术研究童靖宇1，刘向鹏1，张超1，向树红1，盛磊2，殷永霞2(1．北京卫星环境工程研究所，北京100094；2．北京空间机电研究所，北京100076)摘要：阐述了空间原子氧环境及其对航天器表面的损伤效应。
介绍了北京卫星环境工程在型号原子氧防护工程化研究方面取得的进展情况。
“十五”期间，北京卫星环境工程研究所利用纳米晶添加、物理气相沉积、溶胶一凝胶化学制备等方法研制了原子氧防护涂层，获得了初步的研究结果。
溶胶一凝胶化学制备具有工艺简单、成本低、适合在大面积复杂表面涂覆的优点，北京卫星环境工程研究所采用这种方法对太阳电池阵基板进行原子氧防护，已取得重要进展。
关键词：原子氧；航天器；太阳电池阵；环境防护技术中图分类号：V254．2文献标识码：A文章编号：1672～9242(2008)06—0072一04St udy on A t om i c O xygen Pr ot e ct i on C oa t i ng of Sol ar C el l A r r ay Panel O l l C A S T2000Sat el l i t eT O N G J i ng-yul，L I U X i ang-pen91，Z H A N G C ha01，X I A N G Shu—hon91，SH E N G L ei2，ⅥN Y ong-xi a2 (1．B ei j i ng I ns t i t ut e of Spa cecr a f t En vi r o nm ent E ngi neer i ng。
B ei j i ng100094。
C h i n a；2．B ei j i ng I ns t i t ut e of Spa ce M ec ha ni c s&El e ct r i c i t y，B e i j i ng100076。
国外空间多结太阳电池技术进展
国外空间多结太阳电池技术进展郁济敏;赵志国【摘要】报道了国外主要空间太阳电池生产公司最新产品的生产和应用情况.德国AZUR SPACE公司研发的3G30-advanced电池效率达到29.8％,已在德国科技卫星TET-1上使用.美国Emcore公司ZTJ电池批产效率为29.5％,已生产了超过300 000片电池,在多项空间项目中得到应用.美国Spectrolab公司反向生长三结太阳电池转换效率达到32％,正在开发四结的反向生长太阳电池.日本JAXA开发的薄膜双结太阳电池TF2J转换效率达到25％,通过实验可达到低轨5年和高轨10年的寿命要求.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】4页(P1340-1343)【关键词】空间太阳电池;技术进展;AZUR;Spectrolab;Emcore【作者】郁济敏;赵志国【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国国防科技信息中心,北京100142【正文语种】中文【中图分类】TM914.4自1955年，Jackson首次提出多结太阳电池的概念以来，随着金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)技术、材料生长技术和隧穿结串联等技术的发展，己实现以砷化镓三结太阳电池(GaInP/InGaAS/Ge)为主的多结太阳电池批产。
砷化镓三结太阳电池以其较高的转换效率、材料晶格匹配易于实现和优良的可靠性等优势己经在空间飞行器上得到了广泛应用。
GaAs多结太阳电池取代硅电池用于空间地球轨道飞行已有10多年的时间了。
多结太阳电池的高转换效率，较高的减反射率和较低的温度系数使其在空间飞行器上大量使用。
除了在近地轨道卫星上使用多结太阳电池以外，多结太阳电池还用于特定条件下的空间飞行任务上，如高温高辐照条件下的Bepi Colombo水星探测行动、低温低辐照下的Laplace木星探测行动以及大气光谱移动条件下的火星探测行动等。
本文报道了国外主要空间太阳电池生产公司最新产品的生产和应用情况。
航天器太阳电池阵热-结构分析研究进展
生随时间变化 的温度梯度 ， 导致结构的热变形和热致振动 ， 对航天器的正常运行产生重要影响。文中从 航 天 器在 轨运 行 空 间热环境 分析 出发 ， 综述 了太阳 电池 阵 的热 分析 、 构 单元 热 一 构分 析 和热 稳 定性 结 结
分析 的研 究进 展 ， 讨 了太 阳电池 阵热一 探 结构 分析 的 未来发展 方向 。 关键 词 ： 太阳 电池 阵 ； 分析 ； 热 热诱振 动 ； 一 构分析 热 结 中图分 类号 ： ４ ４ Ｖ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ８ ５ ０ （０ ２ ０ － ０ １ ０ １０ — ３ １０ ８ ； １中 ００ ３ ２ ．清华 大学 摩擦 学 国家 重点 实验 室 ， 密仪 器与 机械 学 系 ， 北 京 １０ ８ ） 精 ０ ０４ 摘 要 ： 阳 电池阵作 为航 天 器的 主要 附件 ， 轨 运行 期 间经历 冷 热 交 变的 复 杂热 环 境 ， 结构 内部产 太 在 在
第２ ８卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
空间站太阳能热动力发电系统聚能器研究进展
1960 年，宾夕法尼亚大学机械系的 G.L.Schrenk 和 D.G..Gritten 提出了一个计算方法，它假设了一个 比较符合实际的表面形状误差分布，然后用数值积 分方法进行了详细的计算，其结果是可靠的，但是 计算量很大。
Fig.6 Standoff/flexure assembly for joining facet to panel
李瑞恒，邢玉明，袁修干：空间站太阳能热动力发电系统聚能器研究进展
嵌板通过销锁装置连接（如图 7 所示），并且可以调 整位置以符合聚能器的几何形状。销锁通过嵌板边 角处的接头连接。销锁是自锁的球——销机构，限 制了三个轴方向的位移。销锁组件实际上是一个固 定在卡子和凹槽之间的撞针球。在沿辐向组装聚能 器时用到了四种销锁装置。全销锁装置是一种有效 的结构，它减小了嵌板结构装载的偏心率，并且降 低了设计制造聚能器组件的复杂性，同时提高了集 装和密封性能。这种设计充分考虑了单个面板的排 列，这样聚能器组件可以在光学上最大限度的接近 抛物面反射器的特性，并且使反射面不受嵌板框架 结构变形的影响。
易，附着性、兼容性好。二氧化硅、氟化鎂、氧化
铝等电解质物质都能满足以上特性。
保护膜的加工工艺主要有离子束喷溅法和电
子束蒸镀法这两种方法。喷溅法的主要优点是：镀
膜比较牢固，附着性好。但是，要求基面面积较小
（零点几个平方米），而建立大型的离子束喷溅装置
费用昂贵。蒸镀法则可以为大型表面加镀保护层，
镀膜速度快，厚度均匀，可以进行多重镀膜，成本
图 8 所示。 3 聚能器的发展展望
这些年来，国外所作的工作，主要是以下几个
方面：集热器的结构材料、展开方式、支撑方式；
太阳能在航空航天中的应用
近几年世界各国家对于航天事业的关注越来越大，航天器的研究也越来越广泛，而作为航天器的主流能源供给系统的太阳电池阵也在技术、结构等方面不断地得到提升，逐步适应各种高难度复杂的航天要求。
太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。
太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。
在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。
如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。
在本文中，我们将对太阳电池阵的发展历程进行回顾，并了解其发展现状以及展望未来的前景。
关键词：航天器电池阵发展过程绪言 (3)一.空间环境对太阳电池阵的影响 (4)1.1空间粒子辐射对太阳电池阵的影响 (4)1.2原子氧(LEO)对太阳电池阵的影响 (4)1.3地磁亚暴对太阳电池阵的影响 (5)二.航天器太阳电池阵的发展过程 (6)三.航天器太阳电池阵的发展现状 (8)四.航天器太阳电池阵的前景与展望 (9)五.结束语 (10)参考文献 (11)绪言对于航天器，我们所知甚少，而太阳能电池阵，就少之又少，而太阳能是航天器上最广泛的能源。
太阳能电池阵有时也称为太阳能帆板，是将太阳能转换成电能的装置。
它的面积很大，在航天器的两边展开，因此又叫做太阳翼。
它上面贴有半导体硅片或砷化镓片，就是它们把太阳能转换成电能。
早期的航天器上太阳能电池阵是设置在航天器的外表面，后来因为用电需求不断增加，才发展成巨大的帆板的，而这种帆板也在不断地增大中。
20世纪90年代以来，随着空间站、载人飞船、以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。
对于太阳能电池的研究，我国是从1958首块硅单晶的研制成功开始的，经历了60多年的发展，目前已经非常普遍的应用于人民的生活中。
太阳能电池的研制最先就是应用于航天方面的，在“实践1号卫星”的航天过程中首次使用。
虽然经历了很多的挫折和失败，但同时也得到了更多宝贵的经验。
太阳能电池在航空航天领域中的应用
太阳能电池在航空航天领域中的应用随着空气污染问题越来越严重，能源危机和环保问题也成为全球共同面临的挑战。
因此，各种新型能源技术的研发和应用成为了当前的重要任务。
太阳能电池作为一种绿色、清洁的能源，正在逐渐成为航空航天领域中的主要选择。
本文将探讨太阳能电池在航空航天领域中的应用。
1. 太阳能电池的基本原理太阳能电池，也叫光伏电池，是利用半导体材料的光伏效应将太阳辐射能转换为电能的一种装置。
太阳能电池是一种典型的光源电池，在光照下会产生电动势。
其基本原理是：当光子穿过半导体材料时，它们会被电子吸收，使得其周围的原子变得激发，导致电子从其原本的位置跃迁到带有更高的能量的位置。
这种跃迁会将电子从半导体材料的导带中释放出来，形成一个电子空穴对，即电荷对。
电子和电荷对的运动会导致一定的电压和电流，最终实现将阳光能转化为电能的目的。
2. 太阳能电池在航空航天领域中的应用现状太阳能电池已经在航空航天领域中得到广泛应用。
在太阳能电池发明的1960年代初期，美国宇航局(NASA)在Project Echo中首次应用了太阳能电池。
该项目是为了将人造卫星放置于低轨道上，以测试通信信号的传输能力。
在这之后，太阳能电池的使用范围得到了迅速的扩大，它不仅在卫星和星载电源中得到广泛应用，而且还被用于无人机和有人飞行器上，以及航空航天中各种电力需求的场合。
例如，某些卫星可以完全依赖太阳能电池，以提供电力供应。
而在无人机上，太阳能电池可以让其飞行时间更长，并在没有传统电源的场合下工作。
3. 太阳能电池在航空航天领域中的优势太阳能电池在航空航天领域中的优势主要包括：清洁、可靠、轻便、耐久和节能。
航空航天领域对设备的电能供应要求严格，而太阳能电池正是一种能够为这些高性能设备提供可靠和持久电力的清洁能源。
太阳能电池不需要外部燃料，也不会产生二氧化碳等环境污染物。
此外，太阳能电池的体积和重量较小，这使得其在航行或飞行中能够更为便携和灵活，并减少对载重的挑战。
航天器太阳电池阵性能与可靠性分析
航天器太阳电池阵性能与可靠性分析航天器的太阳电池阵是一个关键性的组件，它不仅提供必要的能源供给，还影响了航天器的性能和可靠性。
因此，对太阳电池阵的性能和可靠性进行分析是至关重要的。
本文将从太阳电池阵的性能特点和可靠性考虑两个方面展开讨论。
首先，我们来看太阳电池阵的性能特点。
太阳电池阵的主要任务是将太阳能转化为电能，为航天器供电。
太阳能的转化效率是评估太阳电池阵性能的重要指标。
高效率的太阳电池阵能够最大限度地转化太阳能，并提供稳定的电能。
然而，由于航天器在不同轨道、不同天气条件下工作，太阳电池阵的性能可能受到一些因素的影响。
例如，太阳电池阵需要适应不同的光照条件，包括直射光、散射光和反射光。
因此，太阳电池阵需要具有一定的适应性和稳定性，以提供持续稳定的能源。
除了转化效率之外，太阳电池阵的耐辐照性能也是一个关键指标。
航天器在太空中暴露在强烈的辐射环境下，辐射对太阳电池阵的损害可能导致能量输出降低甚至故障，从而影响航天器的运行。
因此，太阳电池阵需要具备一定的辐射抵抗能力，以确保在辐射环境下仍能够正常工作。
另外，太阳电池阵的温度特性也会影响其性能。
航天器在太空中面临着极端的温度变化，太阳电池阵必须能够在不同温度范围内保持稳定的工作效率。
高温和低温对太阳电池阵的性能都有不利影响，因此需要采取相应的措施，如散热和保温等，来确保太阳电池阵能够在不同温度条件下正常工作。
除了性能特点，太阳电池阵的可靠性也是一项重要考虑因素。
航天器的任务通常需要长时间持续运行，在这个过程中，太阳电池阵必须能够稳定可靠地工作。
因此，需要对太阳电池阵的可靠性进行充分的分析。
对太阳电池阵进行可靠性分析的主要内容包括失效模式与失效率分析、故障诊断与故障恢复能力分析以及可靠性增进措施的优化等。
通过这些分析，可以识别太阳电池阵的潜在故障模式，增强对故障的诊断和恢复能力，并采取相应的措施来提高太阳电池阵的可靠性。
此外，有必要对太阳电池阵进行性能监测和评估。
空间航天器电源技术现状及未来发展趋势综述
2023空间航天器电源技术现状及未来发展趋势综述CATALOGUE 目录•空间航天器电源技术概述•空间航天器电源技术现状分析•空间航天器电源技术的未来发展趋势•空间航天器电源技术的发展前景及挑战01空间航天器电源技术概述1电源系统的构成及作用23利用太阳能转化为电能，为航天器提供电力。
太阳能电池板在夜间或阳光不足时，为航天器提供电力。
储能电池负责管理、调度和监控电力供应，确保航天器的正常运行。
电源管理单元利用太阳能转化为电能，为航天器提供电力。
空间航天器电源技术的分类太阳能电池板技术利用放射性同位素衰变产生的热能，通过温差发电技术转化为电能。
放射性同位素电源利用霍尔效应产生的电能，为航天器提供电力。
霍尔效应电源空间航天器电源技术的发展历程01从20世纪50年代开始，空间航天器电源技术经历了从化学电池到太阳能电池板的转变。
02随着技术的不断发展，太阳能电池板的效率不断提高，成本不断降低，使得其在空间航天器电源技术中得到广泛应用。
03目前，太阳能电池板已经成为空间航天器电源技术的主流方向，而放射性同位素电源和霍尔效应电源则分别在长寿命和高能电源方面具有优势。
02空间航天器电源技术现状分析03锌银电池具有高能量密度、长寿命、可靠等优点，适用于深空探测和载人航天的电源系统。
化学电池技术现状01锂离子电池具有高能量密度、长寿命、快速充电等优点，是卫星电源的主流选择。
02镍氢电池具有高功率密度、长寿命、环保等优点，适用于需要高功率输出的航天器。
具有高转换效率、长寿命、可靠性高等优点，是卫星电源的主要选择。
单晶硅太阳能电池具有制造成本低、寿命长、耐空间辐射等优点，适用于大型卫星和载人航天器的电源系统。
多晶硅太阳能电池具有轻便、可弯曲、制造成本低等优点，适用于小型卫星和便携式设备的电源系统。
薄膜太阳能电池太阳能电池技术现状具有高能量密度、长寿命、可靠性高等优点，是深空探测和载人航天电源的主流选择。
放射性同位素电池具有高能量输出、长寿命、可靠性高等优点，适用于大型卫星和载人航天器的电源系统。
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航天器太阳电池阵的研究进展
摘要：太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。
太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。
在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。
如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。
在本文中，我们将对太阳电池阵的发展历程进行回顾，并了解其发展现状以及展望未来的前景。
关键词：航天器、电池阵、结构、材料、功率大、质量小、发展过程
1.引言
太阳电池阵简称太阳阵（Solar Array），是航天器上的太阳能电池组成的阵列，由多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成。
①它有着功率大、寿命长、质量小、构造简单、可靠等一系列优点，在宇宙空间中，它能吸收太阳的辐射能并将其转化为电能，为在轨航天器提供动力源。
1957年前苏联发射的第一颗人造地球卫星开启了人类的空间探索时代。
随着各种航天器的发射运行，太阳电池阵作为航天器的电源不断更新以适应日益严苛的工作条件。
20世纪60年代以来，随着载人飞船、空间站以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。
②如今人类对于宇宙空间的探索不断加深，航天器太阳电池阵所承担的任务也不断加剧，功能方面的不断细致化以及电力方面不断提高的需要等都在促使着航天器太阳电池阵不断地创新与进步。
2 航天器太阳电池阵的发展过程
第一种实用性的太阳电池是1954年研制成功的。
然而由于这类早起点吃的价格较高，效率较低，加之顾客对许多新产品通常持有的怀疑态度，因此阻碍了它们的广泛应用。
20世纪60年代，日本、法国、苏联等国家通过不同的方法使太阳阵的功能及效益得到改善得以使之投入应用之中。
而太阳阵在航空器上的应用则是从人类探索宇宙后不久即开始了。
1957年10月4日，苏联把第一颗人造卫星送入地球轨道，意味着空间时代的开始，但是这颗卫星和苏联之后发射的第二颗人造卫星一样都只是使用化学电池作为能源。
1958年，苏联第一次将太阳阵用在了卫星上，但是其效率很低，6年多的时间里，该太阳能系统提供的功率不到一瓦。
③
自从1957年以来，太阳阵的尺寸在不断增大，而且越来越复杂。
1958 年3 月,美国的Vanguard1星上首次安装了太阳电池板进行飞行实验④。
那时的太阳电池阵是体装式，即把太阳能电池直接铺设或安装在航天器本体表面的某些位置上。
对于这类太阳电池阵，支承太阳电池的结构（基板）往往就是卫星的外壳结构，或者是固定在外壳表面上的结构。
体装式太阳阵分为多面体型与圆柱体型。
⑤体装式的太阳阵较好的实现了航天器在空间对于太阳能的收集，很大程度解决了能源的供给问题，使卫星寿命明显延长，但是发电效率较低的问题却仍然没能很好解决，只能供给功率较小的小型卫星。
为了解决这一问题，出现了展开式太阳电池阵。
太阳桨（solar paddle）是展开式太阳电池阵的初级形式，往往以单块基板与卫星本体相连。
但是不久之后，卫星设计提出了大功率太阳电池阵的要求，它们所提供的功率比太阳浆提供的更大，一种方法是采用定向式或半定向式太阳板（图1），另一种方法是在较大直径的飞行器上采用圆柱形或其他形状的本体安装式太阳电池阵（图2）。
图 1 定向太阳阵 图2 自旋卫星的本体安装式太阳电池阵
（采用消旋天线）
如今，随着航天科技的进一步发展，能量供给能力更强的太阳翼出现了。
由于
较高的铺设面积及较高的转换效率，太阳翼一直到现在都仍是航天器所最常用的太阳阵形式。
3航天器太阳电池阵的发展现状
随着航天科技的不断发展，随着21世纪的第一个十年已经走过，航天事业中对于太阳电池阵的需求也日益增加，为此，从各种不同的方面寻求突破，经过多方面的尝试，越来越多新型的太阳电池阵被开发出来。
新型的太阳电池阵必然离不开新型的材料。
现如今的航天器所采用的电池阵，多数为单晶硅太阳电池、单结砷化镓太阳电池以及在单结砷化镓太阳电池基础上发展出的三结砷化镓太阳电池。
而在06年的时候，美空军研究实验室（AFRL ）研究出了一种采用非晶硅和多晶体铜铟镓硒（CIGS ）的薄膜太阳能电池技术。
这种太阳能电池有着柔软和轻质的特点，可以用于厚度只有千分之一英寸（约0.305mm ）的聚合物上。
AFRL 认为，若将用于空间飞行器的薄膜太阳能电池阵贴在轻质支撑表面，那么与当前最新的晶体硅多结刚性支撑太阳能电池阵相比，其成本只有后者的20%，单位功率比后者高7倍，可装载体积比后者高10倍，并具有更好的抗辐射能力。
而且新型薄膜阵在效费比和产品体积方面都更有优势。
⑥
另外，在结构上（主要是展开方式），航天器太阳电池阵也出现了很多的创新，其中主要有盘压杆式太阳翼、卷式太阳翼、充气展开式太阳翼、桅柱式太阳翼等。
它们的共同目的是在适应航天器本身且不增加负担的条件下更大程度的增大太阳阵的面积，增大功质比，已达到更大功率的效果。
另外美国还提出了空间太阳能站的想法。
空间太阳能站是指在空间将太阳能转化为电能，再通过无线方式传输到地面的电力系统。
NASA 于1995～1997 年组织有关专家的研究论证中，择优选取“太阳塔”（Sun Tower)（图3）和“太阳盘”(Sun Disc)
（图4）两种方案，⑦随后又提出新一代的集成对称聚光系统的设计方案。
⑧
“太阳塔”方案“太阳盘”方案
无论是太阳塔或是太阳能方案都旨在减轻太阳阵质量，并能对太阳定向。
空间太阳能电池阵的特点是大型化、模块化、轻量化和长寿命。
对于未来在这方面的研究，还存在很大的空间去探索与开发。
4 航天器太阳电池阵的前景与展望
太阳电池阵无论在地面还是在航天领域的应用都具有光辉的前景，这是已经为事实证明了的。
可以预见的是，在其他能源越来越紧缺，而核能的应用还无法十分成熟掌握的时候，太阳电池还将继续为非载人和载人的空间飞行器提供最经济和最安全的电源。
③通讯卫星已经把各种资料、信息和新闻传遍世界各地；直接广播卫星已经把广播和电视节目传给地球上的每一个人；气象卫星时刻为我们提供着最准确的气象资料……已经有数不胜数的例子证明航天事业的发展很大程度上与我们的生活息息相关，因此作为为航天器提供直接能源的航天器太阳电池阵的发展也极为重要。
现在，各项任务所要求的电池阵仍然秉持着共同的特点就是比现有的太阳阵尺寸更大，成本质量更低，以达到降低成本的要求。
②这反映在太阳电池和其他零部件上，主要就是材料与制造工艺及结构方面需要更多的突破创新。
5结束语
太阳电池阵的发展历程见证了航天器也就是航天事业的发展过程。
电池阵自从被发明及投入应用以来就不断地在经历创新及结构改造，这代表着航天事业大半个世纪来的飞速发展。
根据航天器的工作条件，太阳阵需要注入不同的设计理论以满足特定的工作环境，在种类越来越多的情况下，如何取得创新与突破则更需要研究人员的思考与努力。
实践证明，借鉴其他交叉学科的理论或技术成果，将其进行完善并应用于太阳阵的设计与制造是太阳电池阵创新的有效途径。
未来太阳电池阵的发展将向着高功率低质量进行，如何使其更灵敏与稳定也将是研究的主方向。
若能引入新的科学技术与理论，将会很大程度促进电池阵向着更大的平台发展，那样将会为航天器实现更多的功能扫去障碍，航天事业将会取得更大的进展！
参考文献(References)
[1]/view/799307.html
[2]吴嘉宁,阎绍泽. 航天器太阳电池阵的演变与创新设计[J]. 机械设计, 2009,29(增
刊):41-43.
[3]太阳电池阵设计手册_光电能转换原理及其应用
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