基于网格状ito薄膜的航天器太阳电池阵静电放电防护研究_刘浩_刘尚合_苏银涛_孙

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1、航空学报Jan.252014Vol.35No.X:XX-XXActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000-6893CN11-1929/Vhttp://hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cnDOI:10.7527/S1000-6893.2014.0320基于网格状ITO薄膜的航天器太阳电池阵静电放电防护研究11,*111,2刘浩，刘尚合，苏银涛，孙永卫，曹鹤飞1.军械工程学院静电与电磁防护研究所，石家庄0500032.石家庄学院物理系，石家庄050003摘要：表面蒸镀ITO薄膜是解决航天器太阳电池阵充

2、放电问题的有效途径。薄膜会降低可见光透射率并增加航天器载荷，为此，提出一种网格状ITO薄膜解决方案。通过光学性能测试和电子辐照材料表面起电试验研究，分别给出了可见光平均透射率与薄膜覆盖率、表面电位与薄膜覆盖率的关系表达式，总结了平均透射率和表面电位随薄膜覆盖率的变化规律。结果表明，在380nm-780nm可见光范围内，薄膜覆盖率每增加10%，平均透射率下降约0.7%；薄膜覆盖率为10%样品表面电位比无薄膜覆盖降低54%；在薄膜覆盖率为10%-100%范围内，表面电位随覆盖率增大近似呈线性下降，薄膜覆盖率每增加10%，表面电位降低约9%。该研究结论可为航天器太阳电池阵

3、静电防护研究提供有益参考。关键字：航天器；ITO薄膜；网格状；太阳电池阵；可见光透射率；表面电位；静电放电防护中图分类号：V254.2；TM914文献标识码：A文章编号：[8,9][10]在航天领域，太阳电池阵将光能转化为电RTV)、电位主动控制及电池片表面蒸镀透能，是航天器获取能量的主要途径。然而，在轨明导电氧化物(TransparentConductiveOxide，[12,13]运行期间，受等离子体、高能带电粒子以及太阳TCO)薄膜等方法，缓解航天器太阳电池阵充辐射等环境的影响，航天器表面介质材料会沉积放电问题。[1,2]电荷。太阳电池阵由于面积大、介质材料种

4、类ITO(IndiumTinOxide)薄膜是一种N型半导多，表面带电不均匀，容易发生静电放电体透明导电氧化物薄膜。具有可见光透射率高-4(ElectrostaticDischarge，ESD)，诱发太阳电池阵(≥90%)、电阻率低(可达1×10·Ω·cm)、与大部分二次放电，造成功率损失并导致太阳电池阵永久衬底材料附着性良好、硬度高、耐磨损等特点，[3-[14-15]性短路，影响航天器的安全运行和使用寿命在太阳电池透明电极领域得到广泛应用。通6]。为此，国内外学者提出了控制电池串间电过蒸镀ITO薄膜，使太阳电池阵表面与航天器的[7]压、减小维持二次放电串电流、电池

5、串间填涂“结构地”相连，在太阳电池阵表面形成电荷通室温硫化硅橡胶(RoomTemperatureVulcanized，路，将表面沉积电荷通过互连网络泄放，使太阳-------------------------------------------------------------------------收稿日期：2014-10-13；退修日期：2014-10-15；录用日期：2014-11-13；网络出版时间：2014-11-2411:11网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.7527/S1000-6893.2014.032

6、0.html基金项目：国家“973”计划(批准号：613211)*通讯作者.Tel.：0311-87992011E-mail:liushh@cae.cn引用格式：LiuH,LiuSH,SuYT,etal.ResearchonESDprotectionofspacecraftsolarcellarraybasedonmeshedITOfilm[J].ActaAeronauti-caetAstronauticaSinica,.刘浩，刘尚合，苏银涛，等.基于网格状ITO薄膜的航天器太阳电池阵静电放电防护研究[J].航空学报,2航空学报Jan.252014Vol.35No.

7、X电池阵表面等电位，从而有效地解决太阳电池阵MeshedITOfilm充放电的问题。此方法已成功应用于我国“地球Weldedelectrode探测双星计划”，通过蒸镀ITO薄膜，使太阳电[12]池阵表面任意两点间电位差不超过±1V。然ITOfilm而，大面积蒸镀ITO薄膜会降低可见光透射率，CoverglassPlanviewSideview降低太阳电池阵光电转换效能；此外，薄膜还会增加航天器的载荷。基于上述问题，本文提出一图1网格状ITO薄膜示意图[19]Fig.1SchematicDiagramofMeshedITOFilm种网格状ITO薄膜太阳电池，采用电