Прогрессивные технологии коммутации фотопреобразователей космического назначения в производстве солнечных батарей

Тарасов В.И.; Слабиков Б.А.; Крицкий С.П.; Григорьева И.В.; Садковская Н.Е.

Решетневскуе чтения. 2018

УДК 621.79

ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОММУТАЦИИ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

В. И. Тарасов1' 2, Б. А. Слабиков1, С. П. Крицкий1, И. В. Григорьева1, Н. Е. Садковская2

1АО «Научно-производственное предприятие «Квант» Российская Федерация, 129626 г. Москва, ул. 3-я Мытищинская, 16 ^Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, 4 E-mail: vov1187@yandex.ru

Рассмотрено влияние ультразвуковой сварки (УЗС) на процесс сборки серебряных токовыводящих контактов (шин) к серебряным контактным площадкам фотопреобразователей (ФП) космического назначения из кремния и арсенида галлия. Описан процесс оценки качества сварного соединения.

Ключевые слова: фотопреобразователь кремниевый, арсенид галлия, ультразвуковая сварка, сварное соединение, вакуумный прижим, термоудар.

PROGRESSIVE TECHNOLOGIES OF SWITCHING OF PHOTOCONVERTERS OF SPACE APPOINTMENT IN PRODUCTION OF SOLAR BATTERIES

V. I. Tarasov1, 2, B. A. Slabikov1; S. P. Kritsky1; I. V. Grigorieva1; N. E. Sadkovskaya2

1JSC „Research and production enterprise „Kvant" 16, 3rd Mytishchi Str., Moscow, 129626, Russian Federation, 2Moscow Aviation Institute (National Research University) 4, Volokolamskoe shosse, Moscow, 125993, Russian Federation E-mail: vov1187@yandex.ru

The article shows the effect of Ultrasonic welding (ultrasonic welding) on the process of Assembly of Silver current-carrying contacts (tires) to the silver contact areas of space-purpose Photovoltaics (FP) from silicon and gallium arsenide. The process of quality assessment of welded joint is described.

Keywords: silicon photovoltaic, gallium arsenide, ultrasonic welding, welded joint, vacuum clamp, thermal shock.

Современные предприятия России, специализирующиеся на изготовлении и сборке панелей солнечных батарей космического назначения, сталкиваются с проблемой качества коммутации фотоэлементов с токовыводящими контактами.

Целью данной работы является создание инновационной технологии сварки серебряных контактных шинок к серебряному и золотому покрытию контактных площадок фотоэлементов из кремния и арсенида галлия, на предприятии АО «НПП «Квант».

АО «НПП «Квант» специализируется на изготовлении солнечных источников питания, технологии изготовления которых за последнее время мало чем изменились.

В данной работе предусмотрено перевооружение сварочных постов сборочных участков: машины контактной микросварки (МКС) расщепленным электродом заменяются на машины ультразвуковой микросварки (УЗС). При контактной сварке расщепленным электродом, процесс происходит при определенном токе, подающемся на конкретную площадь рабочей части электрода, который имеет пирамидальную форму торца. Для того чтобы не происходило окисления свариваемой зоны, в область рабочей поверхно-

сти электрода подается поддув аргона. При образовании окисной пленки на электроде возрастает сопротивление «электрод-деталь» и, при сварке фотоэлементов, происходит перегрев деталей, в результате чего ухудшается качество адгезии серебряного покрытия на стеклянной подложке или снижаются физические характеристики ФП после сварки. Это происходит из-за термоударов и ряда факторов касающихся установок МКС, так как имеющееся оборудование имеет педальный привод с не полной синхронизацией дозировщика и сложно в обслуживании. Также на качество работы влияет процесс изготовления, хранения и обращения с коммутационными шинами из серебряной фольги 0,03 мм. Во избежание ухудшения свариваемости, серебряные детали в процессе обращения в производстве, должны тщательно охраняться от механических загрязнений и от длительного воздействия сероводорода и других сернистых соединений, находящихся в окружающей атмосфере.

При транспортировке готовой секции с предприятия изготовителя до околоземной орбиты, секция должна отличаться высокой стойкостью соединения при вибрационных и инерционных нагрузках, а при

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

работе в космосе стойкостью к термоциклированию (от минус 100 оС до плюс 200 оС ежедневно). Изменение физики коммутационного процесса позволит избежать ряда проблем, связанных с производством ФП на предприятии. При УЗС, процент брака существенно ниже, чем при контактной сварке расщепленным электродом, вследствие снижения окислительных процессов на поверхности контактов. Процессы УЗС характеризуются малым потреблением мощности оборудования, меньшей изнашиваемостью электродов [1]. Во время УЗС на поверхности элементов происходит деформация поверхностных пленок, вследствие чего качество диффузии значительно возрастает [2]. Сварка осуществляется в твердой фазе, без существенного нагрева элементов.

Таким образом, эффективность данной работы заключается в уменьшении финансовых и временных затрат при сборке ФП. Переход с машин контактной сварки на УЗС позволит не только повысить стабильность качества сварки и полностью исключить влияние исполнителя, но и осуществит ряд автоматизированных процессов по сборке солнечных батарей.

References

1. Available at: http://pereosnastka.ru/articles/ ultraz-vukovaya-svarka-izdelii-malykh-razmerov (accessed: 18.05.2018).

2. Available at: https://www.protehnology.ru/page/ mikrosvarka (accessed: 18.05.2018).

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Тарасов В.И., Слабиков Б.А., Крицкий С.П., Григорьева И.В., Садковская Н.Е.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Тарасов В.И., Слабиков Б.А., Крицкий С.П., Григорьева И.В., Садковская Н.Е.

PROGRESSIVE TECHNOLOGIES OF SWITCHING OF PHOTOCONVERTERS OF SPACE APPOINTMENT IN PRODUCTION OF SOLAR BATTERIES

Текст научной работы на тему «Прогрессивные технологии коммутации фотопреобразователей космического назначения в производстве солнечных батарей»