高壓砷化鎵太陽陣ESD效應及防護技術研究.pdf

1、隨著對能源系統(tǒng)要求的提高，未來航天器太陽電池陣電源系統(tǒng)將朝著大功率、高電壓的趨勢發(fā)展，特別是GEO軌道(地球同步軌道)的通訊衛(wèi)星將普遍采用高壓砷化鎵太陽電池陣作為主要能源。然而，工作電壓的提高增加了太陽電池陣與空間帶電環(huán)境的耦和機會，出現(xiàn)了由于空間靜電放電(SESD)引起的新的失效模式。因此，必須針對高壓太陽電池陣的靜電放電機理進行深入研究，探尋相應的防護技術，以確保大功率航天器高可靠、長壽命在軌運行。 本文分析了高壓砷化鎵太陽

2、電池陣在空間等離子體環(huán)境中的充放電效應問題，著重討論了GEO軌道(地球同步軌道)中高壓砷化鎵太陽電池陣靜電放電和二次放電的產(chǎn)生過程。研究結果表明，太陽陣在亞磁暴期間發(fā)生等離子體充電，不同表面材料間存在充電速率差異，形成電位差，當玻璃蓋片與基板之間的電位差大于300V時，就會導致ESD(靜電放電)事件的發(fā)生。雖然空間靜電放電本身沒有足夠的能量損壞太陽電池陣，但當太陽電池陣串間電壓超過70V閾值電壓且串電流達到1.8A以上時，一次放電就會誘

3、發(fā)高壓太陽陣發(fā)生二次弧光放電，而二次弧光放電則對太陽電池陣有致命影響，導致材料熱解、熔化，進而造成電源系統(tǒng)永久性短路。 通過對高壓砷化鎵太陽電池陣ESD效應的分析研究，有針對性地總結出高壓太陽電池陣抗ESD的防護技術： a)在太陽電池玻璃蓋片表面蒸鍍金屬氧化物涂層； b)控制太陽電池陣串間電壓在70V以下； c)減小太陽電池串電流，使串電流低于1.8A； d)在太陽電池片間填涂RTV膠。