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【空间柔性太阳电池阵发展现状及趋势】随着空间探测任务的扩展、有效载荷的增加以及电推进等新技术的应用，航天器在供电功率、收拢包络尺寸等方面对太阳电池阵提出了更严格的要求。传统刚性、半刚性太阳电池阵的收拢包络尺寸、整翼质量与展开面积近似成正比，因此采用更为灵活的柔性太阳电池阵符合当前航天器日益增长的大功率需求，是单体电池技术不变前提下，最快速、有效提升电池阵整体效能的手段，是航天器发展的必然选择。

分析表明，对于3kW以上发电功率需求的太阳电池阵，相比于刚性方案，采用柔性方案可降低30%的质量及75%的体积，而随着薄膜电池技术日趋成熟，柔性太阳电池阵会具备更优异的性能。

柔性太阳电池阵以柔性基板结构作为太阳电池片的安装基础，电池片粘贴在其上形成太阳毯，并由铰接杆、薄壁管状伸展臂等展开机构实现张紧。电池片可采用普通电池片或柔性薄膜电池片。根据收拢方式，柔性太阳电池阵总体构型可分为折叠式和卷绕式两类。折叠式柔性太阳电池阵收拢时多块太阳毯折叠紧贴在一起，而卷绕式柔性太阳电池阵的展收与卷式窗帘类似，可实现较小的收拢体积。

折叠式柔性太阳电池阵可分为两类：Z型折叠式和圆周折叠式。其中Z型折叠式柔性太阳电池阵的收拢与多板刚性太阳电池阵类似，但后者基板间留有间隙，而前者基板紧贴在一起。圆周折叠式柔性太阳电池阵由多个放射状布置的加强肋和三角形太阳毯组成，其展开方式类似折扇。展开状态下太阳毯沿圆周向张紧并由加强肋支撑，具有较高的基频和强度。

Z型折叠式柔性太阳电池阵中，国际空间站（ISS）搭载的8个柔性太阳电池阵是最为典型的代表，电池阵由洛克希德马丁公司设计建造，每个太阳电池阵展开面积达308㎡，重1088kg，平均面密度为3.53kg/㎡，展开模态为0.1Hz。其采用“可展收铰接桁架+两块对称布置的柔性太阳毯”构型，每块太阳毯由84块柔性基板组成，8个太阳电池阵总面积达2400㎡，总功率256kW。

2021年，中国空间站核心舱及实验舱亦采用了Z型折叠式柔性太阳电池阵三维五步展开，单个太阳电池阵展开面积达138㎡，功率18kW，空间站建成后柔性太阳电池阵将提供超过100kW的功率。

论文来源：杨淑利, 梁潇, 邵立民, 马静雅, 成志忠, 江雪凝, 蔡建国等.空间柔性太阳电池阵发展现状及趋势[J]宇航学报. 2023, 44 (12):1810-1819.

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