CCSK83GeneralspecificationfIT/CASMES428—2024 2規范性引用文件 3術語和定義 4一般要求 4.1總則 4.2組成結構 5底片膠 4.3材料 4.4功能 4.5質量（mass） 4.6尺寸與精度 4.7標志 5技術要求 5.1外觀 5.2性能結構 6檢驗規則 6.1檢驗分類 6.2檢驗條件 6.3鑒定檢驗 6.4交收檢驗 6.5檢驗方法 7交貨準備 7.1文件資料 7.2包裝和裝箱 7.3運輸 7.4貯存 7.5標志 T/CASMES428—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由深圳市魔方衛星科技有限公司提出。本文件由中國中小企業協會歸口。本文件起草單位：深圳市魔方衛星科技有限公司、西昌市衛星科技有限公司、重慶開拓衛星科技有限公司、深圳市鑫輝微電子有限公司。本文件主要起草人：丁強強、張浩翔、陳驍、王語、曾買平、周曉倩。1T/CASMES428—2024商業衛星太陽電池陣通用規范本文件規定了商業衛星太陽電池陣的要求、檢驗規則及交貨準備。本文件適用于商業衛星太陽電池陣（展開式和體裝式的剛性基板太陽電池陣）的設計、生產和檢驗。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲存圖示標志GB/T2297太陽能光伏能源系統術語GB/T6494-2017航天用太陽電池電性能測試方法GB/T12637-1990太陽模擬器通用規范GB/T42633-2023空間用太陽電池通用規范GJB360B-2009電子及電氣元件試驗方法GJB421衛星術語GJB2042衛星電源系統通用規范GJB2602A-2017空間太陽電池陣通用規范GJB2998-97衛星產品標志GJB7358-2011航天器吊裝、翻轉、停放、運輸、貯存通用技術要求GJB/Z35元器件降額準則QJ2172A-2005衛星可靠性設計指南QJ2850A-2011航天產品多余物預防和控制QJ3268-2006導線端頭處理工藝技術要求QJ20328-2014航天器太陽電池陣設計要求QJ20422-2016航天組件環境試驗方法Q/T1039-2004航天器用低頻電連接器灌封通用工藝規范3術語和定義GB/T2297和GJB421確立的術語和定義適用于本文件。3.1太陽電池Solarcells利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”。3.2玻璃蓋片互聯電池Coverglassinterconnectedcells焊接有互連片及旁路二極管并粘貼抗輻照玻璃蓋片的太陽電池，簡稱“CIC電池”。3.3太陽電池陣Solarcellarray2T/CASMES428—2024以串、并聯方式組合的太陽電池組及其結構等所組成的發電裝置。4一般要求4.1總則基于剛性基板并包括展開式和體裝式的商業衛星的太陽電池陣（后文簡稱為“太陽電池陣”）應符合本文件和專用技術文件規定的所有要求，并符合GJB2602A-2017中的相關規定。本文件的要求與型號專用技術文件不一致時，應以型號專用技術文件為準。4.2組成結構太陽電池陣應由太陽電池陣電路和基板（機械部分）組成，其中：a）太陽電池陣電路包括以下部分：CIC電池：將光能轉換為電能的主體器件，是太陽電池陣電路的關鍵組成部分；隔離二極管：電池串正極和功率調節裝置之間的電隔離元器件；導線：功率及信號的傳輸通路；電連接器：功率和信號對外輸出的接口；熱敏電阻：太陽電池陣溫度測量元器件；電纜卡：板間電纜的綁扎固定裝置。b）基板：太陽電池陣電路承載體。CIC電池通過膠粘貼裝在基板正面，其他的太陽電池陣電路元器件通過膠粘或螺釘緊固的方式安裝至基板正面或背面。CIC電池及基板參考結構如圖1所示。圖1太陽電池陣CIC電池及基板結構示意圖標引序號說明：CIC電池：基板：1——玻璃蓋片6——表面絕緣材料：如聚酰亞胺薄膜2——互連片7——上蒙皮：如碳纖維蒙皮3——蓋片膠8——基板主體：如鋁蜂窩、鋁板等4——太陽電池9——下蒙皮：如碳纖維蒙皮5——底片膠4.3材料太陽電池陣材料選用應遵循以下一般原則：T/CASMES428—2024a）優先選用飛行驗證（使用）、性能穩定、成熟可靠、易于獲取的材料，選用的材料應有嚴格、合理的質量保證措施；b）選用非磁性材料；c）選用滿足耐空間環境的材料（如：耐太陽紫外輻照、耐粒子輻照、耐真空溫度交變等），并符合QJ20422-2016的規定；d）對于低軌道商業衛星的太陽電池陣，選用防原子氧的材料；e）選用的非金屬材料在真空環境下的總質量損失（TML）應小于1%，收集的可凝揮發物（CVCM）應小于0.1%。4.4功能在一定的光照條件下，太陽電池陣應具備將太陽光能轉化為電能，為商業衛星提供電源的功能。4.5質量（mass）太陽電池陣質量應滿足型號專用技術文件要求，偏差應符合GJB2042中的規定。4.6尺寸與精度太陽電池陣的構造、外形尺寸、壓緊點位置和形位精度應與商業衛星本體、電源系統需求相協調；太陽電池陣與展開機構等的安裝孔位與形位精度應滿足型號專用技術文件要求。4.7標志在太陽電池陣側邊應用聚酰亞胺膠帶粘貼產品標志。標志應包含以下內容：產品名稱、型號和編號代碼、生產批號與制造日期、生產廠名，并符合GJB2998-97中的規定。5技術要求5.1外觀5.1.1外觀與多余物太陽電池陣產品外觀應滿足以下要求：a）產品內外無錫渣、阻焊劑、油污、油漬、多余導體、零部件、膠帶以及其它與產品不相關的雜物，且表面應潔凈無污染。太陽電池陣多余物控制應滿足QJ2850A-2011的規定；b）太陽電池陣的標識應清晰可見，電連接器的代號標識齊全；c）太陽電池陣除穿線孔外應無破損；d）互連片、匯流條、旁路二極管、玻璃蓋片、芯片等器件應無機械損傷；e）導線、電連接器、隔離二極管、接地電阻等元器件應無機械損傷或銹蝕，固定應牢靠，無松動或脫膠；f）電纜的綁扎或粘接應牢固，兩個綁扎或膠點間的導線可通過Φ5mm圓棒或存在減應力彎；g）連接器外觀良好，插針應無彎曲、變形、銹蝕。5.1.2基板基板應滿足以下要求：3T/CASMES428—2024a）基板正面（粘貼太陽電池的面）：粘貼單層0.05mm厚度的聚酰亞胺膜，膜與蒙皮無氣泡，聚酰亞胺膜無破損，基板表面無殘膠。聚酰亞胺膜表面應無制造缺陷、機械損傷和污染。碳纖維蒙皮表面無斷絲、脫粘。蒙皮與埋件、蒙皮與膠膜、聚酰亞胺膜與碳纖維層壓板之間無脫粘現象；b）基板背面：碳纖維表面應光滑、平整、無尖銳毛刺；c）平面度：整板的平面度優于0.8mm，任意200mm×200mm范圍內的平面度應優于0.1mm，只允許輕微下凹，不允許上凸；d）絕緣性：聚酰亞胺膜表面與基板絕緣電阻≥10MΩ/250VDC；背面埋件間導通電阻≤200Ω（測鋼絲螺套，無鋼絲螺套則直接測量埋件本體）；e）尺寸：基板全尺寸應符合圖紙及接口數據單要求。螺紋孔螺紋止規不允許進入2牙，若螺紋小于3牙，止規不允許進入螺牙；f）應有合適的內部出氣通道，在真空高低溫環境下不應因氣體積聚或熱應力造成結構損傷；g）對于易吸濕的零部件應進行防潮處理。CIC電池應滿足下列要求，并符合GB/T42633-2023中的規定。5.1.3.1破損變形a）太陽電池原則上無裂紋，但以下情況可視為合格：無2mm×1mm以上或斜邊超過1mm的崩邊，電池裂片數一般不多于電池總數的1%，太陽電池不允許有橫向（太陽電池長度方向）超過3mm，豎向（太陽電池寬度方向）超過5mm的暗裂，無電致不發光現象，單片電池片內細柵線累計斷裂或失效累計長度不超過2根長細柵線的長度；b）玻璃蓋片原則上無裂紋，但以下情況可視為合格：無1mm×0.5mm以上的崩邊及斜邊大于1.5mm的缺角，在崩邊和缺角處應用蓋片膠覆蓋；無鍍膜脫落現象；玻璃蓋片裂片數不應超過蓋片總數的2%；c）旁路二極管原則上無裂紋、缺損、銀層缺失等現象，但以下情況可視為合格：無斜邊超過0.1mm的缺角，旁路二極管無累計長度超過20mm的劃痕或漏出襯底的劃痕；d）互連片無肉眼可見的歪斜、變形，無超過30°的翹曲、彎折現象，減應力彎無機械損傷。5.1.3.2焊點CIC電池焊點應滿足以下要求：a）焊點大小合適且未超出互連片焊接區域，無脫焊、漏焊等焊接不良，無焊接裂紋；b）焊點印記應均勻且清晰可見，單側焊點面積應不低于單側電極頭橫截面的60%。5.1.3.3位置度CIC電池互連片減應力彎不得搭在太陽電池、玻璃蓋片或旁路二極管上，互連片減應力彎根部應距離玻璃蓋片、太陽電池邊緣0.1mm~0.2mm，距旁路二極管邊緣0.1mm~0.3mm。5.1.3.4蓋片膠CIC電池蓋片膠應滿足以下要求：a）CIC電池蓋片膠應完全固化，不可有水狀未固化現象，不可有因膠水未固化而引起缺膠現象；4T/CASMES428—2024b）CIC電池蓋片膠應100%填充玻璃蓋片與太陽電池貼合間隙，太陽電池與玻璃蓋片貼合間隙蓋片膠內不可有直徑超過0.7mm的氣泡，直徑0.7mm以下氣泡2cm2面積內不超過1個，旁路二極管和互連片區域直徑0.7mm以下的氣泡累計不能超過2個；c）CIC電池非四周區域不允許有缺膠現象，四周區域非膠水未固化類缺膠尺寸不允許超過3mm（長）×0.5mm（寬）。5.1.3.5錯位太陽電池蓋片應100%覆蓋太陽電池，不能出現玻璃蓋片錯位，太陽電池不能有裸露。5.1.3.6黑斑亮點CIC電池黑斑亮點應滿足以下要求：a）焊點周邊無寬度超過2mm的焊接黑斑，焊接黑斑以外的黑斑或條紋以CIC電池實測轉換效率為判定依據；b）無直徑超過1mm的焊接亮點，直徑1mm以下焊接亮點數量每片不可超過2個。5.1.3.7疊料CIC電池互連片、旁路二極管不得出現兩片及兩片以上疊料現象。5.1.3.8間隙CIC電池焊接成串后，單體電池之間的間隙為1mm±0.2mm，單元串整體寬度不得大于單體電池寬度0.2mm。5.1.4電池電路a）太陽電池陣表面應無焊渣、膠黏劑、油污、水漬；b）電池串粘貼于基板上時，固化后電池片間無底片膠溢出；c）太陽電池陣表面應平整，個別單體電池凸出平面的高度一般不應大于0.5mm；d）太陽電池布局、二極管安裝和線纜的敷設應符合設計圖樣要求，太陽電池排列整齊，單體電池的粘貼位置與設計值錯位不應大于0.1mm；e）每片太陽電池與互連片若有4個以上焊點，其總焊點脫落數不應大于1，若少于4個焊點，則不應有焊點脫落；f）太陽電池陣的功率線束可選擇正負線絞合，以減少剩磁，信號線一般應與功率線束保持獨立并絞合；若線束電纜不絞合，應減少線纜間距；g）電池電路中所用的焊接方法應與太陽電池上下電極材料、電氣互連材料以及特定的衛星環境相適應；h）匯流條與線纜的焊點應光滑、光亮、無虛焊和無短路，互連片無燒蝕、無變形、無裂紋。匯流條上的焊點無脫落，導線無錯接。5.2性能結構5.2.1強度太陽電池陣的強度應滿足以下要求：a）在所有壓緊點固支的狀態下，太陽電池陣應滿足正弦振動、隨機振動、噪聲、準靜載荷試驗條件下的強度要求，且安全系數不應小于1.5，強度裕度不應小于0.3；5T/CASMES428—2024b）在展開機構連接點單端固支的狀態下，太陽電池陣應能承受太陽翼展開鎖定的沖擊載荷和航天器變軌的機動載荷，且展開機構連接處的強度安全系數不應小于1.5；c）在各種力學工況下（如正弦振動、隨機振動、噪聲、準靜載荷、沖擊載荷、變軌機動載荷等太陽電池片不應發生碎裂，電纜和接插件不應松弛和脫開。5.2.2剛度太陽電池陣的剛度應滿足以下要求：a）在所有壓緊點固支的狀態下，太陽電池陣的模態頻率應滿足型號專用技術文件要求；b）在展開機構連接點單端固支的狀態下，太陽電池陣的模態頻率應滿足型號專用技術文件要求；c）太陽電池陣在規定的各種環境試驗條件下的最大變形量應滿足型號專用技術文件要求；在規定的太陽電池陣最大變形量下，太陽電池片的許用彎曲變形應滿足型號專用技術文件要求，不發生碎裂。5.2.3熱性能太陽電池陣的熱性能應滿足以下要求：a）在滿足使用要求的前提下，優先選用太陽吸收率與發射率之比盡量小的太陽電池，降低太陽電池的工作溫度，即太陽電池吸收系數αs應不大于0.92；b）光照面與背光面之間應有良好的導熱性，背光面應有較高的熱輻射系數，即半球向輻射率ε應控制在0.84±0.02。5.2.4電性能太陽電池陣的電氣性能應滿足電源分系統要求，并符合QJ20328-2014中第7章及以下要求：a）空間環境條件下，壽命期間太陽電池陣在規定工作電壓下的輸出功率應符合型號專用技術文件要求；b）太陽電池陣的剩磁矩應小于規定的指標要求，應考慮太陽電池電路布局時的電流走向，使整個太陽電池陣通過電流時所產生的磁場最大限度地相互抵消，以減小剩磁矩；c）功率線纜的電阻值應符合型號專用技術文件要求；d）太陽電池類型應符合使用壽命、功率、軌道粒子輻照等要求，在標準測試條件下的平均光電轉換效率滿足型號專用技術文件要求；e）太陽電池陣電路模塊輸出端應串聯二極管與母線隔離；隔離二極管的反向電阻不應小于10MΩ,最低反向耐壓不小于母線電壓的2倍，正向壓降不大于1V；二極管的降額使用應符合GJB/Z35要求；f）功率線纜應采用雙點雙線。板間電纜規格、長度及安裝形式應使板間電纜對太陽翼展開的影響盡量小。導線和電連接器的處理應符合QJ3268-2006和Q/T1039-2004中的相關規定，降額使用應符合GJB/Z35中的相關規定；g）互連片與匯流條應選擇滿足設計壽命要求的材料，有低的膨脹系數和高的導電率；每片太陽電池應使用至少兩個互連片，或一片具有備份互連結構的整的互連片，保證備份連接；互連片與太陽電池片間單個焊點強度應大于0.83N/mm2,最小強度作用下焊點應無松動和脫開；互連片應有減應力彎；h）電纜走向、屏蔽和接地應進行電磁兼容性分析，以滿足電磁兼容要求。5.2.5絕緣下列情形的絕緣電阻應滿足在250V直流電壓下不小于10MΩ:6T/CASMES428—2024a）隔離二極管、電連接器、電纜各接點與基板之間的絕緣電阻；b）電纜、電連接器的各接點或導線間的絕緣電阻；c）溫度傳感器、太陽敏感器對基板及相鄰太陽電池電路間的絕緣電阻。5.2.6導通和搭接太陽電池陣的導通和搭接應滿足以下要求：a）太陽電池陣的主要導電部件應與衛星本體主結構統一接地，基板結構不應作為主接地通道；b）應提供10kΩ~90kΩ接地電阻，用于與衛星本體的高電阻接地；c）太陽電池陣應至少有兩個接地極；d）采用鋁蜂窩夾層結構的剛性板，其蜂窩芯應有良好的導電性，任意兩點間電阻不應大于5Ω/m。5.2.7防靜電放電當太陽電池陣采用高壓母線時，應采取措施防止二次放電，提高靜電放電閾值電壓和抗靜電能力。5.2.8機械接口太陽電池陣設計應滿足型號專用技術文件中規定的以下要求：a）壓緊點數量、位置及外形尺寸要求；b）展開機構安裝位置精度及安裝要求；c）電纜的安裝位置及安裝要求；d）轉運、儲存、熱真空試驗、組裝和商業衛星總裝時的地面支持設備的接口要求，包括太陽電池陣搬運工裝、展開試驗用的太陽電池陣吊掛或氣浮裝置的安裝接口等的要求；e）其他機構（如：閉索環導向支架）的安裝位置及安裝要求。5.2.9電接口太陽電池陣的功率電連接器和信號電連接器的代號、規格和接點分配及熱敏電阻阻值應符合型號專用技術文件要求。5.2.10熱接口太陽電池陣應滿足熱設計要求的熱導率、熱容、表面吸收率、表面發射率以及熱控實施等。5.2.11壽命壽命要求由商業衛星總體提出，一般包括儲存壽命要求及使用壽命要求。太陽電池陣應在全壽命期內承受所遇到的各種載荷（包括環境），滿足功能及性能要求。5.2.12可靠性太陽電池陣的基板可靠性一般由安全裕度來保證，且產品應通過鑒定試驗或分析驗證來保證可靠度。電池電路的可靠性一般通過末期功率冗余，增加電路的并聯數，降低元器件失效率并降額使用等措施，保證壽命末期輸出功率的可靠性?？煽慷炔坏陀?.99（置信度γ=0.6可靠性設計應符合QJ2172A-2005中的規定。5.2.13環境適應性太陽電池陣在全壽命周期內各種環境條件下的性能及功能應滿足要求，環境條件由商業衛星總體提出，具體環境包括：7T/CASMES428—2024a）力學環境，如：準穩態載荷、振動環境(包括隨機或正弦)、噪聲等；b）熱環境，如：真空高低溫循環等；c）空間環境，如：原子氧、紫外輻照、真空、粒子輻射、微(低)重力等；d）其他環境，如：腐蝕環境(對于沿海發射)、著陸環境、深空光照環境等。6檢驗規則6.1檢驗分類本文件規定的檢驗分類如下：a）鑒定檢驗（見6.3）；b）交收檢驗（見6.4）。6.2檢驗條件6.2.1防護要求注意產品在運輸、存儲、轉運及檢驗過程中的防護安全，防碰撞、防跌落等人為安全因素。對有完整包裝及靜電防護要求的產品應注意不得隨意破壞其包裝完整性；對需要拆封的及已拆封的產品，應保證其所處環境符合相應要求。產品在做好相應包裝、防護措施后，方可脫離其環境控制。CIC電池、電池串需放置于氮氣柜內保存，干燥柜只能用于短期存放，存放周期不可超過1周。電池串及電池陣在外界短期臨時存放時，應在電池串及電池陣上方蓋上防靜電布做好防塵處理，并對該區域進行隔離。6.2.2檢驗環境產品試驗、檢查時應保證其所處環境干凈、整潔，場地需具有良好的防靜電措施。除了特殊規定外，檢驗場地至少滿足如下要求：a）環境溫度：20℃±5℃;b）相對濕度：30%~60%；c）潔凈度：不低于100000級；d）壓力：一般為常壓。6.2.3檢驗儀器和設備檢驗用儀器和設備應經二級以上（含二級）計量部門檢定合格，并在有效期內使用，檢驗用儀器和設備的量程和準確度應滿足產品測試要求。6.3鑒定檢驗6.3.1通則對于新設計的產品，或當產品的生產廠家發生變化、材料或工藝發生重大變化、重要工藝的承制單位改變、產品使用范圍擴大及其他技術狀態發生重大改變時，應進行鑒定檢驗。6.3.2檢驗數量鑒定產品檢驗數量為1件。6.3.3檢驗項目8T/CASMES428—2024鑒定檢驗的檢驗項目見表1。根據太陽電池陣采用的材料和工藝不同，可按照型號專用技術文件的規定對檢驗項目進行剪裁。表1檢驗項目表1●●2●●3●●4●●5●○6●○7●○8○○9○○●●●●●●●●●●●●●●●●●—●—●○6.3.4檢驗順序除型號專用技術文件另有規定外，一般檢驗順序為先進行基板、CIC電池、電池電路的外觀與多余物檢驗，然后依次進行機械/電/熱接口、尺寸與精度、強度、剛度、電性能、絕緣、導通和搭接、防靜電放電、熱性能、環境適應性、質量、可靠性、壽命檢驗，最后進行標志檢驗。6.3.5合格判據若表1規定的所有檢驗項目的檢驗結果均符合要求，則判定鑒定檢驗合格。若有不合格項目，允許在分析原因，采取措施或對產品進行修復，寫出故障分析、歸零報告并通過評審后對原來不合格項目再檢驗一次，當再檢時不合格項目各項指標均符合要求，則判定鑒定檢驗合格，否則為鑒定檢驗不合格。6.4交收檢驗6.4.1檢驗數量9T/CASMES428—2024所有產品均應進行交收檢驗。6.4.2檢驗項目交收檢驗的檢驗項目見表1。根據太陽電池陣采用的材料和工藝不同，可按照型號專用技術文件的規定對檢驗項目進行剪裁。6.4.3檢驗順序除型號專用技術文件另有規定外，一般檢驗順序為先進行基板、CIC電池、電池電路的外觀與多余物檢驗，然后依次進行機械/電/熱接口、尺寸與精度、強度、剛度、電性能、絕緣、導通和搭接、防靜電放電、熱性能、環境適應性、質量檢驗，最后進行標志檢驗。6.4.4合格判據若表1規定的所有檢驗項目的檢驗結果均符合要求，則判定產品交收檢驗合格。若有不合格項目，允許在分析原因，采取措施或對產品進行修復，寫出故障分析、歸零報告并通過評審后對原來不合格項目再檢驗一次，當再檢時不合格項目各項指標均符合要求，則判定產品交收檢驗合格，否則為產品交收檢驗不合格。6.5檢驗方法6.5.1總則太陽電池陣按照以下方法進行測試或試驗，檢查其技術要求符合性，并符合GB/T6494-2017、GJB360B-2009、QJ20422-2016和QJ2172A-2005中的相關規定。6.5.2質量（mass）用符合相關詳細規范要求的衡器對太陽電池陣及其部組件進行稱重。6.5.3尺寸與精度用符合相關詳細規范的準確度要求的量具進行測量。6.5.4標志按型號專用技術文件規定用目視進行檢查。6.5.5外觀與多余物按型號專用技術文件規定對太陽電池陣的外觀和多余物進行目視檢驗，目視檢驗前需先對太陽電池陣表面進行清潔。6.5.6基板用目視或放大鏡檢查基板外觀的損傷和污染；用卡尺和塞規測量平面度和纖維束的公差；用濕海綿法或萬用表或兆歐表檢驗絕緣電阻。用強光手電目視檢查、顯微鏡檢查CIC電池的外觀，并參考GB/T42633-2023中的相關試驗方法。6.5.8電池電路T/CASMES428—2024用強光手電目視檢查或卡尺進行測量。6.5.9強度檢查設計分析文件的正確性并按照相關詳細規范要求對太陽電池陣進行力學試驗。6.5.10剛度檢查設計分析文件的正確性并按照相關詳細規范要求對太陽電池陣進行力學試驗。6.5.11熱性能利用熱分析軟件進行分析，并檢查設計分析文件中的主要熱設