太陽(yáng)電池電路深空探測(cè)服役環(huán)境與關(guān)鍵技術(shù)分析*

王文強(qiáng)，仇恒抗，程 晨，陳達(dá)興，楊洪東，王訓(xùn)春

(1.上海空間電源研究所·上?！?00245；2.中國(guó)科學(xué)院通用光學(xué)定標(biāo)與表征技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·合肥·230031)

0 引 言

深空探測(cè)器電源分系統(tǒng)供電設(shè)備可以分為太陽(yáng)電池電路和同位素電源兩種，美國(guó)鳳凰號(hào)及觀察者號(hào)火星著陸器、火星大氣與揮發(fā)演化探測(cè)器、日本隼鳥(niǎo)號(hào)小行星探測(cè)器均選用了太陽(yáng)電池電路供電；美國(guó)伽利略號(hào)木星探測(cè)器、旅行者號(hào)探測(cè)器均選擇了同位素核電源供電。一方面，我國(guó)高效多結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池被廣泛應(yīng)用，有著長(zhǎng)期在軌服役經(jīng)驗(yàn)，但其需機(jī)械太陽(yáng)翼作為支撐，總質(zhì)量較大，同時(shí)，在深空探測(cè)中，距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)發(fā)電越少；另一方面，同位素電源質(zhì)量較小，發(fā)電功率隨軌道變化較小，國(guó)際上應(yīng)用較為成熟，但國(guó)內(nèi)原料受限、溫差發(fā)電器件成熟度較低，成本遠(yuǎn)高于太陽(yáng)電池陣，產(chǎn)品在軌應(yīng)用相對(duì)較少[1]。綜合國(guó)內(nèi)外資料可知，在木星探測(cè)距離內(nèi)選擇太陽(yáng)電池電路作為深空探測(cè)主能源具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)階段形成了以GJB 2602、GJB 7392等為代表的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以指導(dǎo)空間太陽(yáng)電池電路及太陽(yáng)電池單片產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。但是通過(guò)對(duì)比深空探測(cè)用太陽(yáng)電池電路與一般地球衛(wèi)星太陽(yáng)電池電路任務(wù)剖面發(fā)現(xiàn)，深空探測(cè)環(huán)境與常規(guī)地球軌道環(huán)境差異較大，需要面臨特殊的在軌服役環(huán)境。以木星探測(cè)用太陽(yáng)電池電路為例，其在軌發(fā)電低溫可達(dá)約-130℃，遠(yuǎn)超出了常規(guī)近地軌道(Low Earth Orbit, LEO)約80℃～90℃的發(fā)電溫度范圍。故本文結(jié)合下一步深空探測(cè)需求，通過(guò)梳理深空探測(cè)在軌服役環(huán)境，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，分析了深空探測(cè)用太陽(yáng)電池電路的關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)產(chǎn)品研制隊(duì)伍提供了參考。

1 深空探測(cè)環(huán)境

深空探測(cè)工程按照探測(cè)目標(biāo)可以分為月球探測(cè)、火星探測(cè)及木星探測(cè)等，不同探測(cè)目標(biāo)在軌環(huán)境差異較大，分別介紹如下。

(1)月球表面探測(cè)環(huán)境

月球沒(méi)有大氣層，月面光照條件以月晝、月夜發(fā)生周期性變化，一個(gè)周期約29天，月表溫度變化劇烈。月面工作用太陽(yáng)電池電路在軌環(huán)境的突出特點(diǎn)為由極端溫度造成的冷熱沖擊次數(shù)少，溫度范圍極大，其中月晝期在軌發(fā)電工作高溫可達(dá)+100℃以上，其月夜期不工作進(jìn)入存儲(chǔ)，低溫可低至-190℃。

即月面工作用太陽(yáng)電池電路需承受極端低溫貯存條件，并且需經(jīng)長(zhǎng)期貯存后喚醒高溫工作。

圖1 嫦娥三號(hào)探測(cè)器

(2)火星探測(cè)環(huán)境

①火星環(huán)繞探測(cè)環(huán)境

在火星環(huán)繞探測(cè)工程中，探測(cè)器與運(yùn)載分離入軌后，需經(jīng)過(guò)約7個(gè)月的長(zhǎng)時(shí)間飛行，隨后進(jìn)入環(huán)火軌道。在整個(gè)飛行過(guò)程中，探測(cè)器距離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)，光照強(qiáng)度越來(lái)越低，太陽(yáng)翼溫度越來(lái)越低。

在地球端，太陽(yáng)光照強(qiáng)度約1353(W/m2)，此時(shí)太陽(yáng)電池工作溫度較高，約+80℃～+90℃；在火星端，太陽(yáng)光照強(qiáng)度約為490～717(W/m2)，此時(shí)太陽(yáng)電池工作溫度較高，約為±30℃。

即火星環(huán)繞探測(cè)用太陽(yáng)電池電路需在較低的光照強(qiáng)度下工作。

圖2 火星大氣與揮發(fā)演化(MAVEN)探測(cè)器

②火星表面探測(cè)環(huán)境

火星表面存在大氣，大氣比地球大氣稀薄得多，火星表面的大氣壓約為5.6mbar，主要成分是CO2，大氣有季節(jié)性變化。火星表面大氣中存在大量塵埃，大氣塵埃一般小于60μm，無(wú)塵暴時(shí)大氣塵埃密度約為1.8×10-7(kg/m3)，有塵暴時(shí)大氣塵埃密度約為7×10-5(kg/m3)[2-3]。

火星表面大氣中的CO2、塵埃的存在導(dǎo)致太陽(yáng)光在通過(guò)火星表面大氣后造成火星表面光譜與地球軌道空間中AM0光譜存在明顯區(qū)別?；鹦潜砻婀庾V短波減少，中長(zhǎng)波增加，進(jìn)而造成現(xiàn)廣泛應(yīng)用的典型空間用AM0光譜三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池頂電池、中電池電流失配增加，太陽(yáng)電池效率降低[4]。

即火面工作用太陽(yáng)電池電路需在火星表面光譜、火星塵埃的復(fù)雜條件下工作。

圖3 鳳凰號(hào)探測(cè)器太陽(yáng)翼

(3)木星探測(cè)環(huán)境

在木星環(huán)繞探測(cè)工程中，探測(cè)器距離太陽(yáng)距離高達(dá)5.2AU，光照強(qiáng)度僅為約50(W/m2)[5]，太陽(yáng)電池在軌發(fā)電工作溫度低至約-130℃。

木星探測(cè)環(huán)境的輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)超出一般地球軌道衛(wèi)星，一般認(rèn)為地球軌道電子最高能量小于10MeV，而木星軌道電子最高能量可達(dá)1GeV[6-7]。

即木星環(huán)繞探測(cè)用太陽(yáng)電池電路需在低溫低光強(qiáng)、高輻射環(huán)境下工作。

圖4 朱諾號(hào)探測(cè)器

2 不同探測(cè)任務(wù)關(guān)鍵技術(shù)分析

(1)月球表面探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

月面工作用太陽(yáng)電池電路設(shè)計(jì)有低溫環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)及地面環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證共兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具體分析如下：

① 低溫環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到極端空間環(huán)境及材料的可獲得性，月面工作用太陽(yáng)電池電路替換了地球軌道衛(wèi)星常用的黏接劑，使用了具有低脆性轉(zhuǎn)變溫度(約-110℃)、低真空放氣性能(TML約0.2%～0.3%，)、低熱膨脹系數(shù)(-180℃約-7.5×10-15K-1)[8]的由國(guó)產(chǎn)科學(xué)院化學(xué)研究所研制的新型硅橡膠黏接劑，用于太陽(yáng)電池與太陽(yáng)翼基板聚酰亞胺薄膜之間的粘貼。

典型鉛錫共晶焊料在-196℃低溫環(huán)境下被貯存后，焊點(diǎn)界面金屬間化合物(簡(jiǎn)稱(chēng)IMC)生長(zhǎng)更快，IMC總厚度增加，造成焊點(diǎn)剪切力逐漸下降；隨著極端溫度冷熱沖擊次數(shù)的增加，焊點(diǎn)拉伸強(qiáng)度逐漸下降[9]。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，月面工作用太陽(yáng)電池電路采用了較為新型的電阻焊接工藝替代了傳統(tǒng)的錫焊工藝，通過(guò)施加壓力、電壓，在不需要鉛錫焊料的情況下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線或元器件管腳的焊接，避免了焊料在極端環(huán)境下的可靠性問(wèn)題。

② 低溫環(huán)境適應(yīng)性地面環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證

在工程實(shí)施過(guò)程中，按照飛行件產(chǎn)品采用的材料、工藝制作了太陽(yáng)電池電路地面環(huán)境試驗(yàn)件，采用液氮降溫、烘箱升溫，覆蓋了低溫-190℃、高溫+100℃的極端工作溫度范圍，通過(guò)了全任務(wù)周期的地面冷熱沖擊試驗(yàn)。

目前我國(guó)探月二期工程月面、月背的著陸與巡視任務(wù)均獲得圓滿成功，太陽(yáng)電池電路工作正常，進(jìn)一步說(shuō)明了太陽(yáng)電池電路低溫環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的正確性，以及地面環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證的有效性。

(2)火星探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

①火星環(huán)繞探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

在火星環(huán)繞探測(cè)任務(wù)中，太陽(yáng)電池電路需在較低的光照強(qiáng)度下工作，故可以參考GB/T 6494《航天用太陽(yáng)電池電性能測(cè)試方法》、GB/T 6496《航天用太陽(yáng)電池標(biāo)定方法》進(jìn)行地面測(cè)試工作，具體如下：以微分光譜響應(yīng)法為基礎(chǔ)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池短路電流進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，以標(biāo)準(zhǔn)電池為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器產(chǎn)生的地面模擬光源各波段光譜，隨后對(duì)砷化鎵太陽(yáng)電池進(jìn)行低光強(qiáng)下電性能測(cè)試。

國(guó)外ISRO等[10]采用空間用AM0光譜砷化鎵太陽(yáng)電池進(jìn)行了低光強(qiáng)測(cè)試，在火星軌道約0.38AM0(約514W/m2)的光照強(qiáng)度下未發(fā)現(xiàn)異常情況，驗(yàn)證了將地球軌道AM0光譜砷化鎵太陽(yáng)電池用于火星環(huán)繞任務(wù)的可行性。

②火星表面探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

火星表面探測(cè)用太陽(yáng)電池電路設(shè)計(jì)有光譜、太陽(yáng)電池及除塵共三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具體分析如下：

(a)火星表面光譜獲得

火星表面大氣狀況隨季節(jié)、緯度等變化，狀態(tài)復(fù)雜。火星大氣數(shù)據(jù)庫(kù)主要有NASA的火星全球參考大氣模型(Mars Global Reference Atmospheric Model, Mars-GRAM)和歐洲的火星氣候數(shù)據(jù)庫(kù)(Mars Climate Database, MCD)。Mars-GRAM和MCD包含了大氣密度、溫度、壓強(qiáng)等多項(xiàng)大氣參數(shù)，是目前能夠比較精確、全面地反映火星大氣特性的數(shù)據(jù)庫(kù)。然而由于數(shù)據(jù)龐大，調(diào)用過(guò)程繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，此類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)不適用于實(shí)時(shí)仿真。由此可知，需要以Mars-GRAM或MCD數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，建立火星表面大氣模式簡(jiǎn)化模型，通過(guò)簡(jiǎn)化模型對(duì)火星表面大氣進(jìn)行快速計(jì)算。在得到火星表面大氣模式簡(jiǎn)化模型后，太陽(yáng)光在火星表面直射及多次散射的過(guò)程可以通過(guò)蒙特卡羅方法建立三維輻射傳輸模型、模擬光子傳輸過(guò)程進(jìn)行解決。同時(shí)需要注意的是，為了加快計(jì)算速度，在蒙特卡羅方法模擬過(guò)程中，需采用輪盤(pán)對(duì)賭等技術(shù)加快收斂速度。

(b)火星光譜太陽(yáng)電池設(shè)計(jì)

由于火星表面光譜隨大氣狀態(tài)變化，為解決典型空間用AM0光譜三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池在火星光譜下出現(xiàn)的效率下降問(wèn)題[4]，首先需根據(jù)火星表面著陸巡視任務(wù)的具體要求，明確火星表面科學(xué)任務(wù)的經(jīng)緯度、光學(xué)厚度等基本條件，采用火星光譜計(jì)算模型明確火星光譜。以火星光譜為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)有的砷化鎵太陽(yáng)電池技術(shù)，調(diào)整頂電池、中電池對(duì)于火星光譜的響應(yīng)，使得各子結(jié)電流輸出更加匹配，獲得砷化鎵太陽(yáng)電池更高的火星光譜光電轉(zhuǎn)換效率。

(c)火星表面除塵技術(shù)

火星表面大氣中存在大量塵埃，隨著時(shí)間積累，塵埃降落在探測(cè)器太陽(yáng)電池或光學(xué)器件，造成不良影響?，F(xiàn)階段的除塵技術(shù)主要分為被動(dòng)除塵和主動(dòng)除塵兩大類(lèi)。其中被動(dòng)除塵包含風(fēng)吹、表面涂層等，主動(dòng)除塵包含電簾、機(jī)械振動(dòng)等，分別介紹如下。

火星表面一般風(fēng)速僅為5～15(m/s)，而火星表面塵埃100μm粒徑的啟動(dòng)風(fēng)速需達(dá)到30(m/s)[11]，故一般僅在風(fēng)暴后探測(cè)器表面塵埃會(huì)有明顯變化。科學(xué)院硅酸鹽研究所通過(guò)制備超微結(jié)構(gòu)的納米晶復(fù)合涂層,降低了火星環(huán)境中灰塵顆粒在玻璃表面的黏附，通過(guò)翻轉(zhuǎn)清除了大量樣品表面灰塵，恢復(fù)了太陽(yáng)電池的發(fā)電能力[12],可以作為火星表面被動(dòng)除塵技術(shù)的備選方案。

我國(guó)清華大學(xué)[13-14]等單位對(duì)火星灰塵在電簾技術(shù)下的表現(xiàn)進(jìn)行了研究，試驗(yàn)說(shuō)明電壓對(duì)塵埃顆粒宏觀輸運(yùn)影響較大，電壓越高清除率越高，頻率選擇75Hz～120Hz比較合適；地面光伏組件[15-17]采用壓縮空氣、機(jī)械臂等技術(shù)用于清除火星探測(cè)器太陽(yáng)電池等裝置上累積的塵埃，所用電氣、機(jī)械設(shè)備體積大，質(zhì)量大，對(duì)供電要求高。

通過(guò)以上分析可知，在火星表面著陸巡視任務(wù)中采用涂層或電簾作為除塵技術(shù)的可行性較高。

(3)木星探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

木星環(huán)繞探測(cè)用太陽(yáng)電池電路設(shè)計(jì)有低溫低光強(qiáng)測(cè)試及抗輻射設(shè)計(jì)共兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具體分析如下：

① 太陽(yáng)電池低溫低光強(qiáng)測(cè)試

NASA及加州理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)研究了太陽(yáng)電池在低溫低光強(qiáng)下的性能表現(xiàn)[18～22]，其結(jié)果并不完全相同。一方面，Paul Stella等人發(fā)現(xiàn)從1AU到5AU，隨著距離增加，光強(qiáng)變?nèi)?，溫度變低，效率逐漸增加；另一方面，Dave Scheiman等人發(fā)現(xiàn)，三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池在低溫低光強(qiáng)下的填充因子降低的異常情況可能與光強(qiáng)變化密切相關(guān)。

由此可知，現(xiàn)階段空間常用的AM0光譜三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池I-V曲線在低溫低光強(qiáng)下(如木星探測(cè)光強(qiáng)為50(W/m2)，溫度為-130℃)可能由于子電池或隧穿結(jié)等電池設(shè)計(jì)或制造缺陷原因造成效率異常降低，對(duì)探測(cè)任務(wù)的順利完成具有較大影響，有待進(jìn)一步對(duì)其開(kāi)展分析工作。

② 抗輻射設(shè)計(jì)

以朱諾號(hào)木星探測(cè)器為例，其在軌33圈總輻射劑量已高達(dá)1.32×15e/cm2[5]，但是仍遠(yuǎn)高于一般地球軌道衛(wèi)星3～5年在軌輻射總劑量(約1×14e/cm2)。這直接造成了現(xiàn)有的砷化鎵太陽(yáng)電池壽命末期在軌效率衰降，輸出電流衰降可超過(guò)10%；故可以考慮使用更厚的抗輻射玻璃蓋片粘貼在太陽(yáng)電池上，以降低強(qiáng)輻射劑量對(duì)太陽(yáng)電池的損傷[23]。

在太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)方面，磷化錮太陽(yáng)電池抗輻射能力強(qiáng)，但其光電轉(zhuǎn)換效率較低，襯底昂貴、機(jī)械強(qiáng)度低、質(zhì)量密度大，距離工程應(yīng)用尚有距離；砷化鎵太陽(yáng)電池抗輻射能力較弱，但是考慮到現(xiàn)階段在軌使用的效率30%晶格匹配砷化鎵太陽(yáng)電池、在研的效率32%晶格失配砷化鎵太陽(yáng)電池抗輻射性能差異并不顯著[23]，可以考慮在工程上采用效率32%晶格失配砷化鎵太陽(yáng)電池進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

故木星環(huán)繞探測(cè)任務(wù)總體需優(yōu)化木星探測(cè)軌道設(shè)計(jì)，降低對(duì)星上電子設(shè)備及太陽(yáng)電池等單機(jī)的輻射影響；太陽(yáng)電池電路需根據(jù)在軌情況選用厚度更厚的抗輻射玻璃蓋片、更高效率的砷化鎵太陽(yáng)電池，根據(jù)環(huán)境條件輸入完成高輻射劑量下的太陽(yáng)電池抗輻射性能摸底測(cè)試工作。

3 地面測(cè)試設(shè)備分析

目前我國(guó)多將空間用AM0光譜太陽(yáng)電池用于地球軌道或月面環(huán)境，采用AM0光譜穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器、AM0光譜瞬態(tài)大太陽(yáng)模擬器對(duì)太陽(yáng)電池單片及整板進(jìn)行功率測(cè)試。通過(guò)對(duì)以上深空探測(cè)太陽(yáng)電池電路關(guān)鍵技術(shù)分析可知，我國(guó)更遠(yuǎn)距離的后續(xù)探測(cè)任務(wù)可能采用新型太陽(yáng)電池以適應(yīng)新的環(huán)境條件，或采用常規(guī)的AM0光譜太陽(yáng)電池在特殊的環(huán)境條件下工作。這均對(duì)現(xiàn)階段常用的功率測(cè)試技術(shù)提出了新的要求與挑戰(zhàn)。本章節(jié)對(duì)火星及木星探測(cè)地面功率測(cè)試設(shè)備及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析。

(1)火星探測(cè)功率測(cè)試分析

火星環(huán)繞任務(wù)太陽(yáng)電池電路可以對(duì)空間用AM0單片太陽(yáng)電池在低光強(qiáng)下的性能表現(xiàn)進(jìn)行摸底，隨后對(duì)批產(chǎn)太陽(yáng)電池進(jìn)行篩選，剔除性能較差的太陽(yáng)電池。完成太陽(yáng)電池整板研制后，參考黎明號(hào)探測(cè)器[22]在室溫25℃下進(jìn)行低光強(qiáng)(如500(W/m2))整板輸出功率測(cè)試；或在進(jìn)行AM0光強(qiáng)整板輸出功率測(cè)試后計(jì)算相應(yīng)低光強(qiáng)條件下的整板輸出功率。

火星著陸巡視任務(wù)太陽(yáng)電池電路需要根據(jù)在軌具體光譜條件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池、火星光譜穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器、火星光譜瞬態(tài)大太陽(yáng)模擬器，分別按照GB/T 6496《航天用太陽(yáng)電池標(biāo)定方法》、JJF 1615《太陽(yáng)模擬器校準(zhǔn)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)完成標(biāo)準(zhǔn)電池、太陽(yáng)模擬器計(jì)量，隨后按照GB/T 6494《航天用太陽(yáng)電池電性能測(cè)試方法》對(duì)單片太陽(yáng)電池、整板太陽(yáng)電池電路進(jìn)行測(cè)試；由于火星光譜瞬態(tài)大太陽(yáng)模擬器研制難度大，成本高，周期長(zhǎng)，在工程研制過(guò)程中以串聯(lián)電流相同、并聯(lián)電壓相同、太陽(yáng)電池及元器件溫度/特性曲線不變?yōu)榍疤幔圆逯捣楣ぞ?，建立通用的整板功率?jì)算模型。具體流程實(shí)施以下圖為例，采用AM0光譜單片太陽(yáng)電池測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合串聯(lián)工藝等效阻值計(jì)算單串輸出數(shù)據(jù)，以各單串計(jì)算輸出數(shù)據(jù)，結(jié)合并聯(lián)工藝等效阻值及元器件電參數(shù)、組合損失因子等計(jì)算多條并聯(lián)的整板太陽(yáng)電池輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)一步以實(shí)測(cè)的整板太陽(yáng)電池輸出數(shù)據(jù)驗(yàn)證通用的整板功率計(jì)算模型的正確性，最后采用火星光譜單片太陽(yáng)電池?cái)?shù)據(jù)代入通用的整板功率計(jì)算模型計(jì)算火星光譜整板輸出性能，以規(guī)避火星光譜瞬態(tài)大太陽(yáng)模擬器設(shè)備的研制風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 太陽(yáng)電池板功率計(jì)算流程

(2)木星探測(cè)功率測(cè)試分析

木星環(huán)繞探測(cè)用太陽(yáng)電池在軌工作環(huán)境條件與一般衛(wèi)星差異過(guò)大，需長(zhǎng)期在光強(qiáng)50(W/m2)、溫度-130℃條件下服役。故需重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的AM0穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器供電系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)及真空測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)更換透鏡、調(diào)整距離等方式降低光學(xué)強(qiáng)度，通過(guò)新增低溫真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低溫測(cè)試條件并解決水蒸氣低溫結(jié)霜問(wèn)題。此低溫低光強(qiáng)穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器研制涉及光學(xué)、電氣、低溫及真空等多學(xué)科，少有文獻(xiàn)報(bào)道，國(guó)內(nèi)研究基礎(chǔ)薄弱，研制難度較大；低溫低光強(qiáng)瞬態(tài)大太陽(yáng)模擬器研制難度更大，可以采用單片太陽(yáng)電池性能測(cè)試數(shù)據(jù)輸入通用的整板功率計(jì)算模型，結(jié)合串聯(lián)、并聯(lián)工藝等效阻值及元器件電參數(shù)、組合損失因子數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得整板輸出功率。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)月球、火星及木星探測(cè)太陽(yáng)電池電路任務(wù)剖面環(huán)境分析，分析了不同任務(wù)目標(biāo)下太陽(yáng)電池電路的關(guān)鍵技術(shù)；結(jié)合工程研制經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合任務(wù)需求，說(shuō)明了火星環(huán)繞及著陸巡視任務(wù)、木星探測(cè)任務(wù)太陽(yáng)電池功率測(cè)試技術(shù)，指出了后續(xù)木星探測(cè)亟需低溫低光強(qiáng)穩(wěn)態(tài)小太陽(yáng)模擬器的現(xiàn)狀，為我國(guó)深空探測(cè)領(lǐng)域工程技術(shù)人員提供了參考。