[发明专利]一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法

说明书

本发明涉及一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法，属于空间用太阳电池制造技术领域，更为具体的涉及一种高可靠互连结构，以及一种太阳电池阵包括如上所述互连结构。一种互连结构由第一太阳电池与第二太阳电池串联而成，其中第一太阳电池与第二太阳电池分别具备：(a)与电池P型电极相连的U型互连件；(b)与电池N型电极相连的T型互连件。U型互连件和T型互连件均为一体式结构，其中U型互连件和T型互连件可以实现机械互联和焊接熔融互联，使第1太阳电池和第2太阳电池相互串联，该串联结构具有平面减应力和旋转减应力功能，提高了太阳电池互连可靠性，对太阳电池阵空间应用及推广具有重要价值。

技术领域

本发明涉及一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法，属于太阳电池制造技术领域。

背景技术

空间太阳电池阵是卫星等航天器的主电源，空间用太阳电池阵由多个太阳电池串联或并联起来组成，一片太阳电池连接失效将导致整串太阳电池组件断路失效，影响整个太阳电池阵的功率输出。因此，太阳电池之间的互连结构直接影响整个太阳电池阵的空间应用可靠性，具有十分重要的作用。

在空间中，太阳电池阵面临着复杂的空间环境，如高低温交变、原子氧环境、紫外辐照、电离辐照、ESD放电等空间环境，其中温差大于±100℃的高低温环境会在太阳电池电路及互连结构中产生热应力，该应力对太阳电池、焊点及互连结构的力学性能及使用寿命提出较高的要求，传统的太阳太阳电池串间互联采用叠瓦式结构的互连片，该互连片具有“Ω”型减应力结构，通常该结构能够抵消平面方向上太阳电池电路热变形及热失配，在刚性太阳电池阵上普遍应用，是目前太阳电池串联的主要互连结构。半刚性太阳电池阵上多数采用导线进行互连，通过设计导线减应力结构满足太阳电池模块串联需求。然而导线互联多数采用锡焊方式连接，增加了太阳电池串间焊接环节，降低了可靠性，同时导线具有较大的重量，限制了大面积太阳电池阵的应用。且“Ω”型结构，通常半径尺寸仅为0.2mm，高度小于0.5mm；其耐热疲劳性能有限。

鲍宇等《CN104934367A一种铜互连的制备方法》采用平坦化工艺研磨金属及金属参杂指标铜互连结构，未涉及减应力结构设计，其力学强度及疲劳性能较差，无法满足空间±100℃的高低温环境。武宇涛《CN105244400A一种互连导电模块及太阳能电池片》提出一种固定结构，用于光伏组成封装制备，未涉及立体结构减应力设计，无法适应空间±100℃高低温交变环境，且采用锡带材料，其力学强度及空间原子氧防护适应性、高低温适应性等空间环境适应性能较差。R.J.比斯库普《CN205564866U电池互连件》提出一种电池与汇流条之间的可熔断互连件，用于快速、降低成本，采用了可熔断非金属材料(尼龙、聚苯乙烯等材料)，无法满足空间±100℃、紫外辐照、原子氧环境、电离辐照、ESD放电等空间环境要求，无法实现空间应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种空间太阳电池阵互连结构、太阳电池阵及其成型方法，实现了太阳电池电路全电阻焊连接，同时串联方向实现机械搭接，解决太阳电池串间互连可靠性难题，

本发明解决技术的方案是：一种空间太阳电池阵互连结构，该结构包括与太阳电池P型电极相连的U型互连件、与太阳电池N型电极相连的T型互连件；

所述U型互连件，包括电池连接片和U型互连片，电池连接片用于与太阳电池的P型电极引出的转接片相连，U型互连片一端连接于电池连接片中部，与电池连接片一体成型，相对于电池连接片弯折，U型互连片的另一端设有U形互连件，U形互连片两侧为焊接区域；

所述T型互连件，包括电池连接片和T型互连片，电池连接片用与太阳电池的P型电极引出的转接片相连，T型互连片由相互垂直的纵向连接片和横向连接片组成，纵向连接片一端连接于电池连接片中部，与电池连接片一体成型，相对于电池连接片弯折，纵向连接片的另一端连接于横向连接片的中部，横向连接片两端为焊接区域；