一種輕質柔性太陽電池模塊及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航天領域電源技術，尤其涉及一種輕質柔性太陽電池模塊及其制造方法。
【背景技術】
[0002]航天器絕大部分都采用太陽電池進行供電，在太陽電池板上設置多個太陽電池串，太陽電池串發出的電能通過電纜輸送至航天器內部供航天器使用。如圖1(a)所示，目前太陽電池陣電纜采用的普遍形式是:每個太陽電池串2的輸出端21分別和一根多股導線3相連接，整個太陽電池板上連接多個太陽電池串的多根多股導線經過捆扎形成電纜束4后再與太陽電池陣驅動機構連接。由于一個太陽電池板上通常需要敷設幾十個太陽電池串，因此采用這種方式的缺點是導線數量多、電纜束較粗，造成電池陣較厚、較重。
[0003]如圖1(b)所示，另外還有一種方式是將連接電池串2的輸出端21的多根導線3并聯后再連接到一根多股導線5上，再將這根導線5和太陽電池陣驅動機構連接，這樣可以減少電池陣的導線數量，但這種方式同樣需要將導線5捆扎成電纜束，電池陣的厚度無法有效降低，且多根導線的并聯需要通過連接點6實現，連結點數量的增加會影響太陽電池陣的可靠性。
[0004]另外，由于在太陽電池板上太陽電池串的數量較多，因此對應的導線數量也較多，導線的組裝過程復雜。
【發明內容】
[0005]本發明解決的問題是現有的太陽電池陣導線數量多、電纜束粗、電池陣較厚、較重、導線組裝過程復雜的問題。為解決所述問題，本發明提供一種輕質柔性太陽電池模塊及其制作方法。
[0006]本發明提供一種輕質柔性太陽電池模塊，包括:襯底、引出線、若干電池焊盤以及若干太陽電池串，所述襯底采用輕質的薄膜材料，所述太陽電池串平行地粘貼在襯底的一個表面上，在襯底上靠近太陽電池串的正、負輸出端的位置設置通孔;所述電池焊盤和引出線敷設在襯底的另外一個表面上，且電池焊盤位于通孔處;所述電池焊盤和引出線為金屬薄片;所述太陽電池串的正、負輸出端分別通過通孔和電池焊盤相連接;所述電池焊盤和引出線相連接。
[0007]進一步，所述的輕質柔性太陽電池模塊，還可包括:隔離二極管和二極管焊盤，所述隔離二極管為薄片形狀，二極管焊盤為金屬薄片，且和引出線敷設在襯底的同一個表面上，隔離二極管的正極和連接太陽電池串正輸出端的電池焊盤相連接，隔離二極管的負極和二極管焊盤相連接，二極管焊盤和弓I出線相連接。
[0008]進一步，所述的襯底的材料為耐高低溫、絕緣的有機聚合物。
[0009]進一步，所述的電池焊盤、引出線、二極管焊盤的材料為銀、銅或可閥合金中的一種，或這幾種材料的組合。
[0010]進一步，所述的通孔的尺寸應小于電池焊盤或二極管焊盤的尺寸。
[0011]本發明的另一技術方案是針對所提供的輕質柔性太陽電池模塊的制作方法，包括:步驟一，在襯底的一個表面上敷設金屬箔，用刻蝕的方法在金屬箔上制造出引出線、電池焊盤、二極管焊盤等結構;步驟二，在襯底的另一個表面上對應電池焊盤的位置加工出通孔;步驟三，在襯底的表面粘貼太陽電池串或隔離二極管;步驟四，將太陽電池串的正、負輸出端或隔離二極管分別與電池焊盤或二極管焊盤進行連接。
[0012]進一步，對所述通孔進行加工采用機械鉆銑或激光刻蝕的方法。
[0013]進一步，所述太陽電池串或隔離二極管的正、負輸出端與電池焊盤或二極管焊盤的連接采用電阻焊接、釬焊或超聲焊接中的任意一種。
[0014]進一步，采用硅橡膠將所述的太陽電池串或隔離二極管粘貼在襯底上。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
由于本發明的襯底采用有機聚合物材料制成的薄膜，電池焊盤、引出線和二極管焊盤采用金屬薄片的形式，可以降低電池陣的重量和厚度。
[0016]由于多個太陽電池串通過電池焊盤并聯在同一個引出線上，大大降低了電池陣的導線數量。
[0017]由于電池焊盤、引出線、二極管焊盤等結構采用刻蝕的方法一次性制成，避免了傳統太陽電池陣繁瑣的電纜制作過程，簡化了電池陣的組裝工藝。
[0018]由于電池焊盤、引出線為一體化結構，大幅減少了傳統太陽電池陣電路中所需要的焊接點的數量，提高了太陽電池陣的可靠性。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1a為目前太陽電池陣一種組裝形式的示意圖；
圖1b為目前太陽電池陣另一種組裝形式的示意圖；
圖2為本發明的實施例1的太陽電池模塊的示意圖；
圖3a為本發明的太陽電池模塊的太陽電池串的截面示意圖；
圖3b為本發明的太陽電池模塊的太陽電池串的平面示意圖；
圖4為本發明的實施例1的太陽電池模塊的引出線和電池焊盤的示意圖；
圖5為本發明的太陽電池串和電池焊盤連接的示意圖；
圖6為本發明的實施例1在襯底上制作通孔的示意圖；
圖7為本發明的實施例1在襯底上敷設太陽電池串的示意圖；
圖8為本發明的實施例2的太陽電池模塊的示意圖；
圖9為本發明的實施例2的太陽電池模塊的引出線、電池焊盤、隔離二極管、二極管焊盤示意圖；
圖10為本發明的隔離二極管和焊盤連接的示意圖；
圖11為本發明的實施例2的太陽電池模塊的引出線、電池焊盤、二極管焊盤的制作示意圖；
圖12為本發明的實施例3的太陽電池模塊的示意圖；
圖13為本發明的實施例3的太陽電池模塊的引出線、電池焊盤、隔離二極管、二極管焊盤、電池串跨接線不意圖；
圖14為本發明的實施例3的太陽電池模塊的引出線、電池焊盤、二極管焊盤、電池串跨接線的制作示意圖；
【具體實施方式】
[0021]為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下文中結合實施例和附圖對本發明作進一步闡述。
[0022]實施例1:
參見圖2，本發明的輕質柔性太陽電池模塊的一種形式，所述太陽電池模塊包括:襯底
1、若干太陽電池串2、若干電池焊盤3以及引出線4。所述襯底I采用輕質的薄膜材料，所述太陽電池串2平行地粘貼在襯底I的一個表面上，在襯底I上靠近太陽電池串2的正、負輸出端的位置設置通孔11;所述電池焊盤3和引出線4敷設在襯底I的另外一個表面上，且電池焊盤3位于通孔11處;所述電池焊盤3和引出線4為金屬薄片;所述太陽電池串2的正、負輸出端分別通過通孔11和電池焊盤3相連接;所述電池焊盤3和引出線4相連接。
[0023]進一步地，參見圖3a和圖3b，太陽電池串2由多個太陽電池片21和多個互連片22相互串聯構成，互連片22為金屬箔片，互連片22的一端和太陽電池片21的正電極相連接，另一端和另一片太陽電池片21的負電極相連接。位于太陽電池串2的一端且和太陽電池片21的正電極相連接的互連片為太陽電池串2的正輸出端221，位于太陽電池串2的另一端且和太陽電池片21的負電極相連接的互連片為太陽電池串2的負輸出端222。
[0024]進一步地，參見圖4，電池焊盤分為正端電池焊盤31和負端電池焊盤32兩種，引出線分為正端引出線41和負端引出線42兩種，正端引出線41和負端引出線42分別設置在呈直線排列的電池焊盤的兩側，正端引出線41和正端電池焊盤31相連，負端引出線42和負端電池焊盤32相連。
[0025]進一步地，參見圖5，太陽電池串上每一片太陽電池21均通過硅橡膠7粘接在襯底I的一個表面上，太陽電池串的正輸出端221通過襯底I上的通孔11和正端電池焊盤31采用焊接的方法進行連接。
[0026]類似地，太陽電池串的負輸出端通過襯底上的通孔和負端電池焊盤采用焊接的方法進行連接。
[0027]上述實施例1中輕質柔性太陽電池模塊的制造方法為:
步驟一，參見圖4，在襯底I的一個表面上敷設金屬箔，用光刻和腐蝕的方法在金屬箔上制造出如圖4所示的正端引出線41、負端引出線42、正端電池焊盤31、負端電池焊盤32等結構；
步驟二，參見圖5和圖6，在襯底I的另一個表面上對應電池焊盤3的位置加工出通孔11，通孔11的尺寸應小于正端電池焊盤31和負端電池焊盤32的尺寸，通孔加工可采用機械鉆銑或激光刻蝕的方法；
步驟三，參見圖7，在襯底I的表面粘貼太陽電池串2，太陽電池串2的正、負輸出端221、222分別對應襯底I上的通孔11的位置，粘貼太陽電池串2可采用硅橡膠作為粘結劑。
[0028]步驟四，參見圖5和圖7，采用電阻焊接或釬焊的方法將電池串2的正、負輸出端221、222分別和正端電池焊盤31、負端電池焊盤32進行連接。
[0029]實施例2:
參見圖8，本發明的輕質柔性太陽電池模塊的另一種形式，所述太陽電池模塊包括:襯底1、若干太陽電池串2、若干電池焊盤3、引出線4、若干隔離二極管5以及若干二極管焊盤6。所述襯底I采用輕質的薄膜材料，所述太陽電池串2平行地粘貼在襯底I的一個表面，在襯底I上靠近太陽電池串2的正、負輸出端的位置設置通孔11;所述電池焊盤3、引出線4、隔離二極管5、二極管焊盤6敷設在襯底I的另外一個表面，且電池焊盤3位于通孔11處;所述電池焊盤3、引出線4、二極管焊盤6為金屬薄片;所述太陽電池串2的正、負輸出端分別通過通孔11和電池焊盤3相連接;所述電池焊盤3與引出線4或隔離二極管5相連接，所述二極管焊盤6分別與隔離二極管5、引出線4相連接。
[0030]進一步地，參見圖3，太陽電池串2采用和實施例1相同的結構形式。
[0031]進一步地，參見圖9，電池焊盤分為正端電池焊盤31和負端電池焊盤32兩種，引出線分為正端引出線41和負端引出線42兩種，正端引出線41和負端引出線42分別設置在呈直線排列的電池焊盤的兩側，正端引出