a 宇宙太陽電池 アセンブリは、宇宙の過酷な環境で動作する宇宙船のために、日光を電力に変換するために設計された完全に統合されたユニットです。通常のソーラーパネルとは異なり、これらのアセンブリは、極端な放射、温度変動、および低地球軌道（LEO）および静止地球軌道（GEO）で遭遇する機械的応力に耐えるように設計されています。
宇宙太陽電池アセンブリの主なコンポーネントには次のものがあります。
太陽電池： 通常、gainp2/gaas/geなどの層状構造を持つアルセニドガリウム（GAAS）細胞のトリプルジャンクションガリウム（GAAS）細胞。これらの高効率細胞は、幅広い日光を捉え、激しい放射線下でもパフォーマンスを維持します。
溶接された相互接続： 太陽電池は、正確なレーザー溶接によって固定された金属相互接続（通常は銀またはKovar）を使用して電気的に接続されています。これにより、電気抵抗が低くなり、機械的な耐久性が保証されます。
バイパスダイオード： 統合されたシリコンダイオードは、電流がシェードまたは誤動作の細胞をバイパスできるようにし、ホットスポットと電力損失を防ぐことにより、アセンブリを保護します。
カバーガラス： 放射線耐性の反射性ガラス層は、細胞を覆い、熱安定性を維持しながら、紫外線、微小細胞様様体、原子酸素侵食から保護します。
一緒に、これらのコンポーネントは信頼性の高い効率的な太陽光発電源を形成し、さまざまな軌道で衛星と宇宙船を動かすために重要です。それらの堅牢な設計により、宇宙ミッションでの長期的な機能が保証され、現代の航空宇宙工学に宇宙太陽電池アセンブリが不可欠になります。
低地球軌道（LEO）と地球軌道（GEO）環境の違いを理解することは、効果的な宇宙太陽電池アセンブリを設計するために重要です。これらの軌道は、パフォーマンス、耐久性、出力に直接影響する明確な課題にソーラーパネルをさらします。
レオでは、衛星は約90分ごとに地球を周回します。この急速な軌道は、宇宙船が直射日光と地球の影の間を頻繁に移行し、極端で迅速な熱サイクリングを引き起こすことを意味します。太陽電池とそのアセンブリは、1日に複数回-150°Cから +120°Cの範囲の温度変動に耐える必要があります。この強い熱応力には、分解や亀裂なしに拡大や収縮に耐えることができる材料と結合技術が必要です。
対照的に、GEO衛星は地球と比較して固定位置を維持し、一般にはるかに長い日光を経験し、季節の日食中にはより少ない、より遅い影への移行が遅くなります。 GEOの熱サイクリングはLEOよりも頻繁には少ないが、温度は長期間高く維持される可能性があり、アセンブリは優れた熱安定性と熱放散能力を持つ必要がある。
放射線被曝は別の重大な違いです。レオ宇宙船は、地球の磁場に近接しているため、中程度の放射線に直面しており、シールドを提供します。しかし、それらはまだ太陽フレアとヴァンアレン放射帯から高エネルギー粒子のバーストにさらされています。
ジオ衛星は、より厳しい放射線環境を経験します。それらは、地球の磁気圏の保護毛布の外側にあり、高エネルギー陽子、電子、および宇宙線による激しい連続的な砲撃を受けます。この環境では、太陽電池アセンブリが放射線硬化材料と設計を使用して、多くの場合15年以上に及ぶ長いミッションの期間にわたるパフォーマンスの劣化を最小限に抑えることを要求しています。
電力の連続性は、2つの軌道間で大きく異なります。レオ衛星は頻繁な日食を経験し、宇宙船が地球の影に入ると太陽電池パネルが定期的に日光を失います。これらの暗い期間中に電力を維持するために、LEOミッションはオンボードバッテリーに大きく依存しており、エネルギー貯蔵と管理が電力システムの重要なコンポーネントを作成します。
一方、Geo衛星は、最大数週間続く予測可能な季節の日食の間を除いて、年間のほとんどの間、ほぼ一致する日光を享受しています。この一貫した太陽光曝露により、GEO太陽電池アセンブリは、バッテリーシステムへの依存度が低い安定した電源を提供し、長期的な効率と耐久性の必要性を強調することができます。
LEOおよびGEOミッションの宇宙太陽電池アセンブリを評価する場合、いくつかの重要なパフォーマンスメトリックが適合性と信頼性を決定します。
変換効率は、太陽電池が日光を使用可能な電力にどの程度効果的に変換するかを測定します。高度なトリプルジャンクションGAAS太陽電池は通常、30％から32％の効率を達成し、従来のシリコン細胞をはるかに上回ります。高効率により、宇宙船は、より小さくて軽いソーラーアレイからより多くのパワーを生成することができます。これは、発射マスとコストを削減するために不可欠です。
宇宙アプリケーションでは、すべてのグラムがカウントされます。電力と重量の比率（1キログラムあたりワットで測定）は、アセンブリがその質量に比べてどれだけの電力を供給できるかを反映しています。高出力と重量の比率は、出力を損なうことなく、より小さく、軽いソーラーパネルを意味します。これは、厳密な重量制限を備えたLEO衛星や、打ち上げコストを最小限に抑える必要があるミッションにとって特に重要です。
宇宙太陽電池アセンブリは、長いミッションの期間にわたってパフォーマンスを維持する必要があります。これは、同様に10〜15年以上です。これには、放射線、熱サイクリング、および微小腸筋様式の衝撃によって引き起こされる分解に対する耐性が必要です。運用寿命を通じて初期出力の少なくとも90％を維持するアセンブリは、非常に信頼性が高いと考えられています。
トリプルジャンクションアーキテクチャは、3つの半導体層の組み合わせ、リン化ガリウム（GAINP2）、ガリウムアルセニド（GAAS）、およびゲルマニウム（GE）を組み合わせて、太陽スペクトルのさまざまな部分を吸収するように最適化されています。この層状設計は、より広い範囲の日光波長をキャプチャし、単一接合細胞と比較して変換効率を大幅に向上させます。
gainp2層： 可視スペクトルで高エネルギー光子を吸収し、優れた放射抵抗を提供します。
GAAS層： 中程度のエネルギー光子を効率的に変換し、軌道で重要な熱安定性を提供します。
GE層： 底部セルとして機能し、低エネルギー赤外線光子を捕獲し、機械的サポートを提供します。
GE基質は底部セルとして機能するだけでなく、優れた機械的および熱安定性も提供します。この安定性により、太陽電池アセンブリは、構造的な完全性や性能を失うことなく、発射および軌道操作中に遭遇する繰り返しの熱サイクリングと機械的応力に耐えることができます。
組み合わされたGE基板上のGAASトリプルジャンクションセルは、高効率、放射線硬度、耐久性のバランスを提供し、LEOミッションとジオミッションの両方に設計されたほとんどの宇宙太陽電池アセンブリに好ましい選択となっています。
Shanghai Yim Machinery Equipment Co.、Ltd。は、業界をリードするSC-3GAシリーズスペースソーラーセルアセンブリを提供しており、さまざまな軌道環境とミッションプロファイルの多様な需要を満たすように調整されています。
低アース軌道（LEO）アプリケーション向けに特別に設計されたSC-3GA-1機能：
回心効率を持つ高効率トリプルジャンクションGAASセル。
レーザー溶接シルバー/コバール相互接続は、頻繁なサーマルサイクリングに耐えることができる優れた機械的強度と電気導電率を提供します。
部分的なシェーディングまたはセルの故障によって引き起こされる電流閉塞とホットスポットからアセンブリを保護する統合シリコンバイパスダイオード。
迅速な展開と小さな衛星構成のために最適化されたコンパクトで軽量設計。
Geostationary Earth Orbit（GEO）およびDeep Space Missionsに最適化されたSC-3GA-4は、次のことを提供します。
変換効率は32％を超えており、要求の厳しいミッションのためにより高い出力を提供します。
電気性能と熱管理を強化するセル相互接続回路（CIC）アセンブリプロセス。
強化された放射線シールド材料と多層ガラスのカプセル化により、優れた長期放射線耐性が提供されます。
厳密なライフサイクルと放射線試験により、15年以上の信頼できる軌道操作が保証されます。
両方のモデルは、ECSS E-ST-20-08C欧州宇宙基準に準拠しており、極端な空間条件下で安定した性能を保証します。
Yimは、すべての製造ステップを厳密に制御し、宇宙太陽電池アセンブリの最高品質を確保することを維持しています。
高度なレーザー溶接技術は、銀またはKovarの相互接続を太陽電池にしっかりと結合します。この方法は、低耐性の電気接触を保証し、軌道上の発射振動と熱サイクリングの生き残りに重要な熱応力誘発疲労を最小限に抑えます。
アセンブリは熱真空（TVAC）テストを受けて、空間の真空と極端な温度変動をシミュレートします。これは、物理的および電気的特性がこれらの厳しい条件下で安定したままであり、ミッションの長寿を確保することを確認します。
すべての製品は、ECSS E-ST-20-08C基準を満たすために厳密にテストされており、機械的ショック、熱サイクリング、放射線耐性、および電気性能保持をカバーし、国際航空宇宙ミッション要件を備えています。
適切な 宇宙太陽電池 アセンブリを選択することは、ミッションの軌道環境に大きく依存します。これは、頻繁な熱サイクルと日食期間を備えたレオであろうと、激しい放射と長いミッションの時間を伴うGEOです。 Yimの成熟したSC-3GAシリーズは、厳格なテストと認定と組み合わせて、両方の軌道タイプに合わせて信頼できるソリューションを提供します。
LEOの迅速なサーマルサイクリングと部分的なシェーディングの課題に直面している場合、またはGEOの長期的な需要であるYIMは、ミッションの成功を確実にするために効率的で耐久性のある宇宙太陽光発電成分を提供します。
より詳細な製品情報と技術サポートについては、訪問してください www.shyimspace.com またはYimの専門家チームに連絡して、宇宙パワーのニーズに関するカスタムソリューションについて話し合います。
