航天器“翅膀”为太阳能电池翼，即太阳能帆板或太阳电池阵，它能够将太阳能转化为电能，是航天器执行任务时必不可少的“能量之源”（图1）。根据其发展历程，太阳能电池翼相关技术可分为第一代刚性太阳电池阵技术（神舟系列载人飞船）、第二代半刚性模块化太阳电池阵技术（天舟系列货运飞船）、第三代柔性太阳电池阵技术（天和核心舱）。
图1 太阳能电池翼一侧
根据目前航天器功能、空间站发展趋势的不断变化提升，航天设备对电能的需求越来越大，原有刚性太阳能电池阵已不能满足航天需求，而大面积、轻型的半刚性和柔性太阳能电池阵逐渐受到关注。新型电池阵采用新型材料和编织结构，具有结构轻、工作温度低、耐原子氧、双面发电（宇宙射线能力强、可以利用地球的反照光实现）、使用寿命良好等优点[1]，是我国航天飞行器电源系统的最佳选择。
在半刚性模块化太阳电池阵技术（图2）中，关键材料之一的半刚性电池基板网格需要满足质轻、结构致密、伸率低、表面平整、网格某些部位遭破坏时不会影响其它部分结构等特殊使用条件和环境的限制。东华大学陈南梁团队使用玻璃纤维编织高密度、高质量经编织物，自主研究提出“经编技术成圈理论”，克服玻璃纤维延伸率低、编织过程中易出现纱线断头、织物破洞等问题，在传统经纬交织基础上继续在45°甚至20°等方向上再编一路，制备后的电池基板形成中空结构，不仅散热性能好，还可以双面发电，向阳一面吸收阳光发电，背阳一面利用地球反光发电，同步开发适用于特种玻璃纤维的“特种整经工艺”及我国首台航天特种玻璃纤维织造用经编机。
图2 二维多次展开半刚性太阳翼
在第三代柔性太阳电池阵技术中，研究人员采用柔性三结砷化镓太阳电池阵技术，将十几万片柔性太阳电池组合到一起，供电能力在32kW以上，光电转换效率突破30%，满足了空间站载荷供电需求（图3）。为了减轻重量，研究人员采用超薄型轻质复合材料作为粘贴太阳能电池片的基板，问天实验舱太阳翼翼展超过55m，单翼展开面积可达110m2，全部收拢后厚度只有18cm。此外梦天实验舱配备了2套大型柔性太阳翼，单翼翼展长达27m，单套太阳翼展开面积达到138 m2，单个功率达18kw。两个实验舱的太阳翼让空间站日发电量可达1000kW/h，真正实现“用电无忧”。
图3 双自由度桁架式柔性太阳能帆板
同时为解决太阳能柔性电池翼长寿命空间环境适应性难题，柔性基板以“丝网印刷”基本原理为启发，通过研制自动化设备精确控制压力、角度、速度等参数，实现柔性基板防护涂层自动均匀涂覆，顺利通过大剂量原子氧、高低温、紫外等环境考核试验，为产品披上“防护铠甲”，有效解决了空间站工程技术瓶颈问题。
电源分系统被誉为“航天飞机的心脏”，而相关半刚性电池基板玻璃纤维网格技术过去被美俄掌握并垄断[2]，我国纺织工作者在短短几年内成功研制并创新了其中的编织技术和编织装备，不仅为今后中国发展大型空间飞行器及大型空间实验奠定了坚实的技术基础，也为中国经编技术进入高端技术应用领域迈出了更坚实的一步。
（声明：公益传播，图片和部分文字来源于网络，如有侵权请联系）
相关链接：
参考文献：
[1] 陈建祥，王治易，董毅，等. 玻璃纤维柔性网格织物的编织工艺稳定性研究[J]. 玻璃钢/复合材料. 2010(02): 59-61.
[2] 陈金灿. 特种经编撬动“太空经济”[J]. 纺织机械. 2015(03): 14-15.
