石墨烯膜实现超高压太阳电池阵的静电防护
电子技术应用
张琦，兰志成，崔新宇，张伟
中国电子科技集团公司第十八研究所，天津 300384
摘要： 针对空间电站太阳电池阵容易在超高压工作下出现静电损伤的问题，通过研制具备高透过率和导电性的石墨烯透明导电膜，实现了全柔性太阳电池组件表面零电位，达到静电泄放的目的。在750 V串间高压的试验条件下，石墨烯膜封装的全柔性太阳电池组件未出现放电现象，电性能未发生变化，证明了石墨烯膜在超高压条件下的静电防护能力。
中圖分類號：TN03；V45 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233973
中文引用格式： 張琦，蘭志成，崔新宇，等. 石墨烯膜實現超高壓太陽電池陣的靜電防護[J]. 電子技術應用，2024，50(3)：115-118.
英文引用格式： Zhang Qi，Lan Zhicheng，Cui Xinyu，et al. Graphene film achieves electrostatic protection of ultra-high voltage solar array[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(3)：115-118.
中文引用格式： 張琦，蘭志成，崔新宇，等. 石墨烯膜實現超高壓太陽電池陣的靜電防護[J]. 電子技術應用，2024，50(3)：115-118.
英文引用格式： Zhang Qi，Lan Zhicheng，Cui Xinyu，et al. Graphene film achieves electrostatic protection of ultra-high voltage solar array[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(3)：115-118.
Graphene film achieves electrostatic protection of ultra-high voltage solar array
Zhang Qi，Lan Zhicheng，Cui Xinyu，Zhang Wei
Tianjin Institute of Power Source， Tianjin 300381， China
Abstract： Aiming at the problem that the solar array of space power station is prone to electrostatic damage under ultra-high voltage, a graphene transparent conductive film with high transmittance and conductivity is developed to realize zero potential on the packaging surface of the fully flexible solar cell module, and achieve the purpose of charge release. Under the experimental conditions of 750 V ultra-high voltage, the fully flexible solar cell modules encapsulated by graphene film did not show electrostatic discharge and the electrical properties of the solar cell modules did not change, which proved the ability of graphene film in electrostatic protection under ultra-high voltage condition.
Key words : graphene；fully flexible solar array；ultra-high voltage；electrostatic protection
引言
在宇宙空間建立太陽能電站是航天工程的一個重大目標，是解決空間能源問題的重要手段。太陽能電站擬設置在地球同步軌道上，通過大面積的太陽電池陣，將大量太陽能轉化為可利用的電能。空間電站太陽電池陣主要發展趨勢是實現輕量化、高效率和超高電壓，以滿足節約發射成本、減少電力傳輸距離、降低損耗的需求。因此，超高壓大功率的全柔性太陽電池陣（由高效薄膜電池與柔性基板組成）將是空間電站太陽電池陣的最佳選擇[1-2]。其中，超高電壓的好處是可以降低電流，從而減少傳輸損耗。而空間等離子體環境會使太陽電池陣串間發生靜電放電致使太陽陣電路損傷甚至失效[3-7]。超高壓的太陽電池陣更易誘發靜電放電，現有的防靜電方法也無法有效地解決超高壓太陽電池陣防護問題。雖然不同于傳統剛性太陽電池陣，全柔性太陽陣一般采用整體封裝的方式，相比之下表面電勢差小，但在高壓條件下，這些非導電材料上堆積的電荷穿透表面材料到達柔性陣內部，仍有誘發放電的可能性。
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作者信息：
張琦，蘭志成，崔新宇，張偉
中國電子科技集團公司第十八研究所
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