2001 Fiscal Year Annual Research Report
300Vバス衛星実現に向けた宇宙用高電圧太陽電池の開発に関する研究
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13555268
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
趙 孟佑 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60243333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 治久 三菱電機株式会社, 先端技術総合研究所, 主席技師長
國中 均 宇宙科学研究所, 助教授 (60234465)
大塚 信也 九州工業大学, 工学部, 助手 (60315158)
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| Keywords | 高電圧 / 太陽電池 / 宇宙機 / 放電 / プラズマ / 帯電 / トリプルジャンクション / 低地球軌道 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、300Vの電圧で放電を起こさずに発電可能な宇宙用太陽電池を開発することを目的とする。太陽電池のインタコネクタ(導電体)、カバーガラスや接着剤などの絶縁体、真空という導電率の異なる3者が接するトリプルジャンクション(T. J)がプラズマに露出すると、絶縁体部が荷電粒子によって帯電してT. J.付近の導電体表面の電場が局所的に高められて放電に至り、高密度の放電プラズマが太陽電池と電離層プラズマを短絡する。本研究の具体的目標は、帯電時間を最長にする太陽電池インタコネクタ周辺形状を決めることにある。太陽電池アレイメーカーである三菱電機株式会社と協力し、コスト面や製造技術といった実用的な観点も考慮にいれた上で、実際に太陽電池アレイを試作し、試作品を地上真空チャンバーに入れて耐放電性能に関する試験を行うこととしている。
平成13年度は、・太陽電池アレイのプラズマ環境中での長期劣化について加速試験が可能なように真空チャンバーを改修し、プラズマ源の無電極放電化、データ自動収録システム、画像処理システムを構築した。
・既存のデザインの太陽電池アレイの長期間劣化試験を行い、20時間以上に亘って2000発以上の放電を起こさせて表面の劣化具合を評価した。
・太陽電池を模擬した電極による基礎実験と数値解析を行い、放電抑制に有効な方法を調べた。その中で、太陽電池アレイ表面にフィルムを被せてイオン帯電を防止する方法及び、カバーガラスの縁をせり出させてトリプルジャンクション周辺での帯電を防止する方法が放電抑制に効果があることが分かった。
・実際の太陽電池を用いた試作品のデザイン設計を行った。
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[Publications] 趙孟佑: "MUSES-C搭載高電圧太陽電池のプラズマ干渉"日本航空宇宙学会誌. 49. 268-277 (2001)
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[Publications] M.Cho: "Transient Phenomena Induced by Discharge on Solar Array in Low Earth Orbit Plasma Environment"IEEE Trans. on Plasma Science. 29・5. 789-795 (2001)
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[Publications] M.Cho: "Plasma Response to Arcing in Ionospheric Plasma Environment : Laboratory Experiment"J. Spacecraft and Rockets. (2002)
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[Publications] M.Cho: "Plasma Response to Jump of Insulator Surface Potential in Ionospheric Plasma Environment"J. Spacecraft and Rockets. (2002)
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[Publications] 趙孟佑: "低地球軌道用放電抑制型高電圧太陽電池アレイの基礎開発実験"日本航空宇宙学会論文誌. (2002)
