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日前，哈爾濱工業(yè)大學冷勁松教授課題組研制的“基于形狀記憶聚合物智能復合材料結(jié)構(gòu)的可展開柔性太陽能電池系統(tǒng)”，在國際上首次實現(xiàn)了基于形狀記憶聚合物復合材料結(jié)構(gòu)的柔性太陽能電池的在軌可控展開。

　　太陽能電池作為航天飛行器的關(guān)鍵部件之一，通常需要經(jīng)歷“地面制造-折疊收攏-發(fā)射至太空-空間展開”四個步驟之后，才能實現(xiàn)在軌工作。未來下一代大型或超大型空間結(jié)構(gòu)對能源系統(tǒng)提出了極高的要求，柔性太陽能電池作為太陽能電池發(fā)展的新趨勢之一，具有質(zhì)量輕、柔韌性好、收納比高等優(yōu)點，但在航天應用過程中也存在收攏鎖緊、驅(qū)動展開和展開后剛度較低等難題。

基于形狀記憶聚合物復合材料結(jié)構(gòu)的柔性太陽能電池系統(tǒng)的在軌可控展開

　　2019年12月27日搭載中國空間技術(shù)研究院研制的實踐二十號衛(wèi)星在海南文昌隨長征五號火箭成功飛天。本次搭載的“基于形狀記憶聚合物智能復合材料結(jié)構(gòu)的可展開柔性太陽能電池系統(tǒng)”，主要包括哈工大研制的形狀記憶復合材料鎖緊釋放機構(gòu)、形狀記憶聚合物復合材料可展開梁和上海空間電源研究所研制的柔性太陽能薄膜電池?；趶秃喜牧狭W理論和結(jié)構(gòu)精細化設計，形狀記憶聚合物復合材料結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)柔性太陽能電池的鎖緊、釋放和展開，及展開后高剛度可承載等功能。在衛(wèi)星發(fā)射過程中，形狀記憶復合材料鎖緊釋放機構(gòu)可以提供并實現(xiàn)高剛度鎖緊；入軌后，完成在軌穩(wěn)定、無沖擊的解鎖；展開過程中，通過形狀記憶聚合物復合材料可展開梁的可控伸展，驅(qū)動柔性太陽能薄膜電池展開，展開后，形狀記憶聚合物復合材料梁結(jié)構(gòu)的剛度回復到與常規(guī)復合材料結(jié)構(gòu)相當?shù)乃?，其展開狀態(tài)的基頻較高，提供高剛度承載功能。本次搭載的可展開柔性太陽能電池系統(tǒng)，通過形狀記憶聚合物復合材料結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了鎖緊、釋放和結(jié)構(gòu)展開的功能，沒有采用傳統(tǒng)的火工分離裝置、鉸鏈及電機驅(qū)動等方法，結(jié)構(gòu)簡單，解鎖和展開過程幾乎無沖擊，展開時間和過程可控，展開后結(jié)構(gòu)的剛度較高。    黑龍江哈爾濱墻體廣告制作

　基于形狀記憶聚合物復合材料結(jié)構(gòu)的可展開柔性太陽能電池陣列的工作示意圖

　　未來，相關(guān)技術(shù)也有望應用于深空探測、空間站、探月工程、衛(wèi)星等不同航天器平臺中的空間可展開結(jié)構(gòu)、鎖緊釋放機構(gòu)及柔性太陽能電池系統(tǒng)，在航天、航空、汽車、高端裝備、智能制造、機器人及生物醫(yī)療等領域具有廣泛的應用前景。  黑龍江哈爾濱墻體廣告制作