太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块及其制备方法。包括太阳能电池片和紧贴在太阳能电池片背面的纤维增强材料，纤维增强材料通过环氧树脂胶压合在太阳能电池板背面；主要由自上而下依次叠放的表面封装膜、太阳能电池片、电极线层、环氧树脂胶层、玻璃纤维布层的五层组成，以玻璃纤维布作为纤维增强材料，电极线层紧贴在太阳能电池片下表面形成整体。本发明专利技术能满足太阳能无人机在电池转换效率和单位面积电池比功率两方面的综合要求，并能有效解决刚性太阳能电池阵与飞机翼型曲面的有效结合问题，并能有效降低太阳能无人机在结构重量方面的损耗，进而提高太阳能无人机的载荷能力。

【技术实现步骤摘要】
太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块及其制备方法
本专利技术涉及太阳能无人机研究领域，特别是涉及了一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块及其制备方法。
技术介绍
能源和环境危机是当今人类面临的严峻挑战。太阳能是可再生能源，是取之不尽的能源资源，如何有效地开发和利用这些资源则日益受到全球范围的重视。太阳电池片的制备经历一个多世纪的科学发展和技术进步，太阳能电池的种类也越来越多，从计算器传统太阳能灯、太阳能充电器，到光伏发电站、光伏建筑一体化，分布式屋顶发电系统等，在各个领域都得到广泛的应用。单个太阳能电池片往往因为输出电压太低，输出电流不合适，晶体硅太阳能电池片本身又比较脆，不能独立抵御外界恶劣条件，因而在实际使用中需要把单体太阳能电池片进行串并联，并加以封装，接出外连线，成为可以独立作为光伏电源使用的太阳能电池片组。太阳能电池片组件通过吸收阳光，将太阳的光能直接变成用户所需的电能输出。现有技术的缺陷和不足：1.在一般的市场应用中，绝大多数采用的是单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池等太阳能电池片，均以玻璃封装，脆弱易损不能同时满足轻、薄、可在曲面使用安装等要求。2.非晶硅、铜铟镓硒、染料敏化等大多数柔性太阳能电池组件，存在转换效率低或量产性差等问题。3.太阳能电池片暴露在空气中易氧化，在使用过程中易受到污染，使用寿命短；
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块及其制备方法。本专利技术制备获得的太阳能电池组块安装到太阳能无人机机翼上，能满足太阳能无人机在电池转换效率和单位面积电池比功率两方面的综合要求，并能有效解决刚性太阳能电池阵与飞机翼型曲面的有效结合问题，可有效降低太阳能无人机在结构重量方面的损耗，进而提高太阳能无人机的载荷能力。本专利技术采用的技术方案是：一、一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块：包括太阳能电池片和紧贴在太阳能电池片背面的纤维增强材料，纤维增强材料通过环氧树脂胶压合在太阳能电池板背面。本专利技术以高效的刚性太阳能电池为基础，通过柔性薄膜太阳能电池封装技术的合理借鉴与改进，利用单层玻璃纤维布材料，配以EL2环氧树脂胶将刚性太阳能电池进行柔性模块化封装，形成刚柔一体太阳能电池模块。主要由自上而下依次叠放的表面封装膜、太阳能电池片、电极线层、环氧树脂胶层、玻璃纤维布层的五层组成，以玻璃纤维布作为纤维增强材料，电极线层紧贴在太阳能电池片下表面形成整体。本专利技术五层的太阳能电池组块在制作过程中先由自上而下依次叠放的第一pet聚酯薄膜、太阳能电池片、电极线层、环氧树脂胶层、玻璃纤维布、第二pet聚酯薄膜的六层材料组成，再将第一pet聚酯薄膜和第二pet聚酯薄膜撕去，将表面封装膜贴在电池片表面。所述的表面封装膜为高透超轻保护膜，高透是指透明度高于等于90％，超轻是指膜的单层每平方米质量小于等于20克。具体实施的太阳能电池片采用刚性太阳能电池片。所述纤维增强材料也可以采用芳纶、尼龙丝等其他绝缘纤维材料编织成布。二、一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块的制备方法：1)电池片焊接：在洁净室内，将太阳能电池片电极焊接，先进行单片焊接，再进行多片串焊，形成多片太阳能电池片组成一块太阳能电池板，并将电极线层贴附在其下表面；所述的单片焊接和多片串焊均在表面带预热系统的串接模板上进行。其中，在进行太阳能电池片焊接时，为确保该太阳能电池组件输出的高效性，焊接过程应在洁净室内完成。2)进行裁剪和清理：将第一pet聚酯薄膜、表面封装膜、第二pet聚酯薄膜和玻璃纤维布根据太阳能电池板的面积进行剪裁，然后对第一pet聚酯薄膜和第二pet聚酯薄膜进行清洁和打蜡的预处理，使得第一pet聚酯薄膜的下表面和第二pet聚酯薄膜的上表面无异物和杂质并经打蜡处理；3)将第二pet聚酯薄膜铺在干净平整的桌面上，将剪裁好的玻璃纤维布展开覆盖在第二pet聚酯薄膜上；4)配制环氧树脂胶，采用EL2环氧树脂胶，AT30胺类快速固化剂，树脂和固化剂的质量比是10:3，EL2环氧树脂胶和玻璃纤维布的质量比是1:1，将环氧树脂胶均匀地涂抹到玻璃纤维布上，使得玻璃纤维布与第二pet聚酯薄膜完全粘合；5)将焊好的电池片板及其下贴附的电极线层置于涂好胶水的玻璃纤维布上，再将第一pet聚酯薄膜铺在电池片板上，下表面朝下并与太阳能电池板的上表面接触；6)通过上述步骤将第一pet聚酯薄膜和第二pet聚酯薄膜在完成层叠步骤后，用透明胶带进行临时固定；7)将步骤6)制成的半成品放入密封的真空袋中，抽真空进行固化；8)从真空袋中取出，形成刚柔一体的太阳能电池模块，修剪电池模块周围多余的加工余料，撕去第一pet聚酯薄膜和第二pet聚酯薄膜，然后将太阳能电池板上表面铺上表面封装膜再放入真空袋里压平，取出后获得太阳能电池组块。所述步骤中抽真空进行固化的处理是在真空气压为-0.09Mpa的条件下，从常温加热到固化温度65℃，静置12个小时。步骤7中，抽真空进行固化的处理是在真空气压为-0.09Mpa的条件下，从常温加热到固化温度65℃，静置12个小时。步骤8中，抽真空进行固化的处理是在真空气压为-0.09Mpa的条件下，从常温加热到封装温度105℃，静置1个小时。所述太阳能电池组块用于安装到太阳能无人机机翼上。其中，该第一pet聚酯薄膜的下表面需进行预处理，具体是：第一pet聚酯薄膜的下表面需用洁净软布以旋转的方式均匀地涂抹环氧树脂脱膜蜡，15分钟后，再用净软布将朦糊的表面渐渐擦至光亮，重复三次。其中，第一pet聚酯薄膜的下表面必须保持高度的洁净。其中，太阳能电池片可采用高效的砷化镓太阳能电池、高效的单晶硅太阳能电池或高效的多晶硅太阳能电池。其中，电极线层采用镀锡的无氧铜，镀银的退火无氧铜、退火的纯银箔或退火的镀银纯铝。其中，该玻璃纤维布的剪裁布纹方向应于电池片背后的栅线垂直。其中，该表面第二pet聚酯薄膜的上表面需进行预处理，具体是：第二pet聚酯薄膜的上表面需用净软布以旋转的方式均匀地涂抹环氧树脂脱膜蜡，15分钟后，再用净软布将朦糊的表面渐渐擦至光亮，重复三次。其中，第一pet聚酯薄膜、第二pet聚酯薄膜、表面封装膜、玻璃纤维布的尺寸应略大于所要封装的电池片组的大小。本专利技术的表面封装膜主要用于位于刚柔一体太阳能电池模块的上表面，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用；电极线层主要用于输出太阳能电池片所产生的电能；环氧树脂胶层填充于太阳能电池片与增强纤维布的间隙之中。本专利技术玻璃纤维布是指玻璃纤维编织成的布，玻璃纤维布位于刚柔一体太阳能电池模块的下表面，在满足太阳能电池片柔性封装的同时，起到一定结构支撑的作用；玻璃纤维布与太阳能电池片复合成一体，增加其韧性，使其具有单片电池片45°弯曲而不破碎的能力。本专利技术的优势和有益效果是：本专利技术可在保持太阳能电池阵高效输出的同时，有效解决刚性太阳能电池阵列与太阳能无人机翼型曲面的有效结合问题，目前较为先进用于电池片封装的CIGS薄膜面密度为1700g/m2，而此封装工艺光伏模块的面密度仅为为545g/m2，其厚度仅为0.2mm，输出功率为100W的电池板重量仅为270G，是传统封装工艺太阳能电池板的1/6，因而可为太阳能无人机的轻质化设计与载荷能力的提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块，其特征在于：包括太阳能电池片和紧贴在太阳能电池片背面的纤维增强材料，纤维增强材料通过环氧树脂胶压合在太阳能电池板背面。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块，其特征在于：包括太阳能电池片和紧贴在太阳能电池片背面的纤维增强材料，纤维增强材料通过环氧树脂胶压合在太阳能电池板背面。2.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块，其特征在于：主要由自上而下依次叠放的表面封装膜、太阳能电池片、电极线层、环氧树脂胶层、玻璃纤维布层的五层组成，以玻璃纤维布作为纤维增强材料，电极线层紧贴在太阳能电池片下表面形成整体。3.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块，其特征在于：所述的表面封装膜为高透超轻保护膜。4.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块，其特征在于：所述纤维增强材料也可采用芳纶、尼龙丝等其他绝缘纤维材料编织成布。5.一种太阳能无人机中柔性封装的太阳能电池组块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)电池片焊接：在洁净室内，将太阳能电池片电极焊接，先进行单片焊接，再进行多片串焊，形成多片太阳能电池片组成一块太阳能电池板，并将电极线层贴附在其下表面；所述的单片焊接和多片串焊均在表面带预热系统的串接模板上进行。(2)进行裁剪和清理：将第一pet聚酯薄膜、表面封装膜、第二pet聚酯薄膜和玻璃纤维布根据太阳能电池板的面积进行剪裁，然后对第一pet聚酯薄膜和第二pet聚酯薄膜进行清洁和打蜡的预处理，使得第一pet聚酯薄膜的下表面和第二pet聚酯薄膜的上表面无异物和杂质并经打蜡处理；(3)将第二pet聚酯薄膜铺在干净平整的桌面上，将剪裁好的玻璃纤维布展开覆盖在第二pet聚酯薄膜上；(4)配制环氧树脂胶，采用EL2环氧树脂胶，树脂和固化剂的质量比是10:3，E...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冬梅，郑恩辉，陈俊胤，徐欣琦，陈清玄，章浩，吴钍荣，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33