1.1.1　太阳电池阵

光伏电源系统中的能量来源于太阳电池阵，太阳电池阵是由多个封装完备的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式互联后铺设在太阳电池帆板上而成的。

航天器上的太阳电池阵有两种安装形式，即体装式和展开式太阳电池阵。体装式太阳电池阵结构简单，技术上较容易实施，适用于自旋稳定的航天器。初期的太阳电池阵均为体装式。体装式太阳电池阵仍将在自旋稳定卫星上发挥作用，但它的缺点是，在同等功率下，与展开式太阳电池阵相比，其布片面积大，并且布片面积受到星体外形的局限。随着空间飞行器技术的发展，所需功率越来越大，展开式太阳电池阵应运而生。展开式太阳电池阵又可分为多次展开式及一次性展开式太阳电池阵。

太阳电池阵根据所用的基板不同，可分为刚性基板、半刚性基板和柔性基板三类。刚性基板通常是由铝蜂窝板覆盖聚酰亚胺薄膜构成，一般质量和体积都比较大，目前很多在轨的卫星以及载人飞船使用的都是刚性基板。半刚性基板通常是采用玻璃纤维制成的网格面板张紧在复合材料框架上，电池片背部粘贴固定钉，通过固定钉钩挂在网格面板上，在体积和质量上较刚性基板小了很多，目前在我国的天宫目标飞行器上已成功应用。与半刚性基板相比，柔性基板的收拢体积较小，质量更小，但是技术难度较大，我国2021年4月29日成功发射的空间站核心舱首次采用了柔性太阳电池阵，计划实施的小天体探测任务也将采用这项技术。

太阳电池阵上的太阳电池是一种半导体器件，把太阳光能量转换成电能，是名副其实的空间发电机，为航天器上的各种设备提供电源。在工作范围内，太阳电池更像是恒流源，它的终端电压、电流I-V特性曲线随温度和带电粒子辐射剂量的变化而明显变化。

寿命末期（EOL）也必须满足性能需求，特性曲线随温度和带电粒子辐射剂量的变化而明显变化。太阳电池阵输出功率最大值在拐点电压处，系统工作在其他电压值时产生的功率均小于该点。另外，随着辐射剂量的积累，系统输出功率逐渐下降。太阳电池阵在寿命末期产生的功率小于寿命初期功率。

目前可供选择的太阳电池类型，主要有硅太阳电池（光电转换效率η≥14.8%）、单结砷化镓太阳电池（η≥19%）和三结砷化镓太阳电池（η≥26.5%）。

硅太阳电池具有技术成熟、机械强度好、成本低等特点，但光电转换效率低导致了太阳电池阵展开面积大、收拢包络大、质量大等一系列问题。砷化镓太阳电池具有光电转换效率高、抗辐照性能好及温度系数低等特点，但机械强度较差。同等功率需求下，光电转换效率越高，太阳电池阵展开面积越小，收拢包络越小，质量越小；单结砷化镓太阳电池的光电转换效率虽然较硅太阳电池有所提高，但幅度不大，三结砷化镓太阳电池批产效率已大于30%，最高可达32%，已成功应用于国内多颗卫星且在轨工作性能良好。