放電抑止効果を持つ衛星用太陽電池パネルの電位分布の研究

衛星用の太陽発電パネルではセル同士を接続するインターコネクタ部(導電部)が宇宙空間に露出し電圧が高い場合には宇宙空間プラズマと干渉し放電を引き起こすことがある。電位の異なる多数の小電極が分布する平板と周辺プラズマとの干渉は、最大電圧が同じでも電位の分布に強く依存することがごれまでの研究で分かっている。太陽電池パネルのセルの配列にはある程度の設計上の任意性があるため、適切だセル配列を選ぶことにより衛星の故障に直結する太陽電池パネル面での放電を抑止できる可能性がある。昨年度までの研究ではポリイミド上に配置した多数の電極アレイを用いて実験を行ってきたが、本年度は実際の太陽電池パネルを宇宙空間プラズマを模擬した中型スペースチェンバー内に設置し、正及び負電圧を印加してプラズマどの干渉を調べた。また電子ビームによるパネルの帯電についても実験を行った。その結果、多電極を用いた太陽電池模擬アレイと実際の太陽電池パネルのプラズマ電流特性の比較を行うことが可能となり、多電極模擬アレイの実験で得られた知見(I-V特性は3つのフェーズを持つこと、捕集電流の急増はパネル温度の上昇に伴うアウトガスによる電離に起因する、アレイの電位分布と放電との関係)は実際の太陽電池にも適用可能であるという結論が得られた。

衛星用の太陽発電パネルではセル同士を接続するインターコネクタ部(導電部)が宇宙空間に露出し電圧が高い場合には宇宙空間プラズマと干渉し放電を引き起こすことがある。電位の異なる多数の小電極が分布する平板と周辺プラズマとの干渉は、最大電圧が同じでも電位の分布に強く依存することがごれまでの研究で分かっている。太陽電池パネルのセルの配列にはある程度の設計上の任意性があるため、適切だセル配列を選ぶことにより衛星の故障に直結する太陽電池パネル面での放電を抑止できる可能性がある。昨年度までの研究ではポリイミド上に配置した多数の電極アレイを用いて実験を行ってきたが、本年度は実際の太陽電池パネルを宇宙空間プラズマを模擬した中型スペースチェンバー内に設置し、正及び負電圧を印加してプラズマどの干渉を調べた。また電子ビームによるパネルの帯電についても実験を行った。その結果、多電極を用いた太陽電池模擬アレイと実際の太陽電池パネルのプラズマ電流特性の比較を行うことが可能となり、多電極模擬アレイの実験で得られた知見(I-V特性は3つのフェーズを持つこと、捕集電流の急増はパネル温度の上昇に伴うアウトガスによる電離に起因する、アレイの電位分布と放電との関係)は実際の太陽電池にも適用可能であるという結論が得られた。