基于形狀記憶聚合物智能復合材料結構的可展開柔性太陽能電池陣列工作示意圖。

日前，哈爾濱工業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構的可展開柔性太陽能電池系統，在國際上首次實現了基于形狀記憶聚合物復合材料結構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鍵部件之一，通常要經歷地面制造折疊收攏發射至太空空間展開四個步驟之后，才能實現在軌工作。未來下一代大型或超大型空間結構對能源系統提出了極高的要求，柔性太陽能電池作為太陽能電池發展的新趨勢之一，具有質量輕、柔韌性好、收納比高等優點，但在航天應用過程中也存在收攏鎖緊、驅動展開和展開后剛度較低等難題。

2019年十二月二十七日，搭載我國空間技術研究院研制的實踐二十號衛星隨長征五號火箭在海南文昌成功飛天。本次搭載的基于形狀記憶聚合物智能復合材料結構的可展開柔性太陽能電池系統，重要包括哈工大研制的形狀記憶復合材料鎖緊釋放機構、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。基于復合材料力學理論和結構精細化設計，形狀記憶聚合物復合材料結構可以實現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。在衛星發射過程中，形狀記憶復合材料鎖緊釋放機構可以供應并實現高剛度鎖緊；入軌后，完成在軌穩定、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構的剛度回復到與常規復合材料結構相當的水平，其展開狀態的基頻較高，供應高剛度承載功能。本次搭載的可展開柔性太陽能電池系統，通過形狀記憶聚合物復合材料結構實現了鎖緊、釋放和結構展開功能，沒有采用傳統的火工分離裝置、鉸鏈及電機驅動等方法，結構簡單，解鎖和展開過程幾乎無沖擊，展開時間和過程可控，展開后結構的剛度較高。

未來，相關技術有望應用于深空探測、空間站、探月工程、衛星等不同航天器平臺中的空間可展開結構、鎖緊釋放機構及柔性太陽能電池系統，在航天、特種、汽車、高端裝備、智能制造、機器人及生物醫療等領域具有廣泛的應用前景。