对人造卫星的太阳电池的设计，需要以最小的面积来获取所需的功率，因此，要确定最佳的单元数、串联数及并联数。
1．随环境而变的因素
(1)确保在任务末期仍有足够功率采用效率达28%的太阳电池单元，外形尺寸为4cmx6cm，其性能见下表。太阳电池提供卫星在任务期间所需的电力，在任务末期的最恶劣环境下的输出特性是首要关心的事。
1)输出功率降低原因1-受放射线而劣化。太阳电池劣化的要因是宇宙射线。需要根据卫星轨道上的射线环境及太阳电池防护罩的密度来计算太阳电池所受幅射量。由于计算过于复杂，故常采用NASA（美国宇航局）的JPL（喷气推进研究所）开发的JPL法来分析。对静止卫星的太阳电池，将其在静止轨道上十年的幅射量，换算为IMeV能量的电子射线，约为l×l0的15次方个/平方厘米。下图给出了在lMeV电子射线幅射下太阳电池单元的最大功率(Pmax)的下降。
2)输出功率降低原因2——温度。在轨道上，决定太阳电池温度的是太阳光的照射和宇宙空间（视为黑体）的幅射。在低轨道卫星的场合，根据热分析模型用有限要素法计算的温度，可以按50℃考虑。
由于射线和温度造成的劣化，要求每个太阳电池单元在任务末期还应有至少0.73W的发电功率。
3)输出功率降低原因3-太阳光强度变化。人造卫星要求太阳电池发电功率达到5kW，对0.73W的单元来说要6850个。由于地球绕太阳的轨道为椭圆，太阳光强度在一年闻变化范围为1300W/平方米～1400W/平方米，考虑到最恶劣的环境，还要减少5%。
4)输出功率降低原因4——太阳光入射角。人造卫星的太阳电池板沿轨道面的南北向展开，并不总在垂直的阳光下。在夏至到冬至之间，太阼光的入射倾角约23.4°，太阳光将减少cos(23.4°)。
综上所述，为保证人造卫星在整个任务期间有充足的电力供应，设一个单元的最大功率为0.64W，共需7800个单元，面积达到18.7平方米。
2．太阳电池阵列串联数和并联数
(1)并联数日本的人造卫星供电多为50V，因功率需5kW，故电流达到100A。一个单元在最大功率工作点的输出电流为0.33A，故需305个单元并联。
(2)串联数一个单元的最高电压约1.9V，50V则需27个单元串联。此外，还应考虑太阳电池内阻及轨道上高温的影响。
在太阳电池板内，从单个阵列到输出端的安装电阻约30mΩ，电流为100A时的压降达3V，故输出电压应达53V。
在太阳光强度增加时，输出功率虽然也增大，但由于温度上升，输出电压将下降。太阳电池单元的温度升高l0℃，输出电压将下降0.lV，变成1.8V。故要确保53V输出，单元数需要30个。
(3)结论
综上所述，要确保在50V有5kW的功率输出，需要30串联×50并联的太阳电池板，单元数达到9150个。以1个单元24平方厘米计算，总面积达22平方米。
在实际设计时，还要考虑强紫外线引起的劣化及轨道中微小陨石冲击引起的功率下降等因素。
(4)阵列的连接方法
上图是用3面接型太阳电池单元接成的50V阵列。下图是3面接型太阳电池单元的结构。
太阳电池板采用30串联×6井联，每一列的正极输出端串入防逆流二极管，以防输出短路。为防止二极管开路，每两列并联。下图是太阳电池板的剖面结构。
1)吸收应力措施为了吸收太阳电池单元间产生的应力，单元间使用了可吸收应力的相互连接器（电连接）。太阳电池阵列的衬底使用了CFRP板，用去气硅胶粘接。而CFRP板对应温度变化几乎没有涨缩。
此外．太阳电池单元间留有间隙，其宽窄随温度而变，也可减小应力。对于3面接型太阳电池，其单元间缝隙约20μm～40μn。
2)降温措施在卫星经过极地上空时，因雪地的反射光照射太阳电池板背面（朝向地球），单元温度升高，发电效率降低。为此，在太阳电池板背面装有镀金属膜的镜面薄板，以反射光线。
3)防射线措施为抵御宇宙射线及高能电子流、离子流的轰击，在太阳电池表面覆盖了一层薄玻璃板（静止轨道上厚0.lmm）。若飞行在1000km～20000km高度的范艾轮幅射带，防护玻璃还要加厚。
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