空间太阳电池低温低光强测试研究

姚元鑫，尹兴月，张启明，于 辉

(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津 300384)

深空探测卫星由于工作在相对地球距离太阳更远的太空中，其特点就是能接收到的太阳光强度更低，温度也相对更低，如图1 所示，太阳电池阵的输出功率必然相应地减小，合理地设计太阳电池阵才能在离太阳较远的太空中产生足够的能量，满足航天器的载荷。深空各行星环境参数[1]如表1所示。

图1 温度与距离的关系

表1 深空各行星环境参数

在卫星上可持续发电的太阳电池翼，在低温低光强(low intensity low temperature，LILT)条件下的工作状态尤其重要。三结太阳电池每个子电池都会遵循随温度与光强度变化而变化，每个子电池都有不同的带隙和光吸收波段。对于串联后的整电池，电压是相加的，而总电流受子电池中最小电流的限制。三结太阳电池由三个子电池串联而成，温度和强度的影响变得更加复杂。各子电池都会随着温度的变化而变化。为预测在轨性能，开展地面的低温低光强测试很重要。

本文介绍的LILT 太阳电池用于彗星探测轨道上，探测器与太阳最远距离为3.0 A.U.，最低温度为-107 ℃，太阳电池阵处于低温低光强条件下，与近地轨道的光照和温度条件有很大差异。为获得该环境下太阳电池I-V 曲线特性以及电性能数据，需在地面模拟该环境并测试得到数据。

1 测试设备

为获得低温低光强的测试环境，需要完成太阳模拟器光强及温控平台改造，并控制测试误差，使数据准确有效。

1.1 太阳模拟器

稳态太阳模拟器，可以提供稳定的光源输出。……