高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片及其制备方法，包括：(1)在聚酰亚胺基片表面均匀贴附太阳能电池片阵列并固定；(2)在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂硅胶溶液；(3)水平静置，减压脱除挥份；(4)将不同尺寸的掺铈玻璃微珠干粉均匀喷涂在附着硅胶的电池阵列表面；(5)吹扫表面多余玻璃微珠；(6)水平静置电池片阵，减压脱除挥份(7)在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂硅胶溶液；(8)根据性能需要重复步骤(3)

【技术实现步骤摘要】
高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片及其制备方法


[0001]本专利技术提供一种高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片及其制备方法，属于材料


技术介绍

[0002]随着商业航天的发展，低轨大功率通信卫星的需求大增。卫星飞船所需要的能源由太阳光转换而成，而这个转换的“油箱”就是由太阳能电池组成的太阳能电池帆板。柔性太阳翼满足航天器大功率和轻质化的需求，是空间能源研究的重点领域。封装空间太阳电池用的传统刚性玻璃盖片，无法满足柔性太阳翼卷曲的力学性能需求，所以急需寻找一种光谱透过与玻璃盖片相近，又能适应空间环境的替代封装材料。
[0003]航天器面对的恶劣空间环境包含紫外线、原子氧和粒子辐照，随着航天器的对地转动，还需经历高低温交变，对材料性能要求高，对传统封装材料替代难度高。传统太阳能电池表面覆盖刚性防护玻璃盖片，虽然其透光性和抗辐照性能良好，但无法应用于柔性太阳能电池制备，因而制备一种透明性和抗辐照性能良好，并具备良好柔性的复合盖片材料，成为柔性太阳能电池制备的重要组成。
[0004]现有技术存在以下问题：
[0005]1、整体珠胶比较低，对于刮涂法来说，珠胶比为2:1时已经是刮涂上限。珠胶共混溶液已非常粘稠，无法顺利刮涂在基板上；在参照显微镜时，微珠的分布较为分散，无法做到完全最密堆积，这对于太阳能电池的保护来讲，抗辐照性能会大打折扣，因此只能在一定程度上减缓太阳能电池的老化，无法做到最佳效果。
[0006]2、混合物刮涂过程粘度较高，共混胶体刮膜最优操作时间较短，在珠胶共混和脱泡静置和制备过程中，体系粘度逐渐增加，不利于刮涂成膜的均匀性。另外，同时由于共混体系逐步凝结固化，操作时间较短，无法实现大面积的连续制备。
[0007]3、流延或刮涂法只能在基底平整度较高的表面上进行刮膜制备，对基底表面结构要求较高，基底不平整会严重影响成膜的均匀性和完整性，进而影响整体抗辐照性能。
[0008]4、工业放大后均匀性不稳定，无法连续制备操作。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供一种高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片及其制备方法，玻璃微珠和盖片胶混合而成的状态称为赝型晶体状态(PMG)，PMG是由一些小直径球体的玻璃盖片材料(掺铈硼酸盐玻璃以及熔融石英)和盖片胶组成，这个模型提供完整的机械性，其中玻璃微珠提供了主要的辐射防护，盖片胶以及聚酰亚胺基片提供柔韧性。
[0010]本专利技术获得的高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片，盖在电池板上，大大降低了工艺复杂性，减少成本，同时赝形玻璃盖片具有柔性，又能在一定程度上满足空间防护需求，为玻璃盖片的使用拓宽了范围。
[0011]本专利技术采用分步喷涂橡胶，静电或非静电喷涂覆盖微珠，再喷涂橡胶的顺序，循环
喷涂得到一种类三明治多层复合结构，整体的操作工序、制备方法、赝型玻璃性能等方面整体优于珠胶共混法，主要包括：
[0012]1、该方法可以将抗辐照玻璃微珠在电池表面实现粘结紧密的密堆积排布共混结构，并保证赝型玻璃盖片的柔韧性。通过该方法，实现更高珠胶复合比例，在硅橡胶复合体系中达到多层球形微珠密堆积结构，在保证透光率的前提下以达到增强抗辐照性能的要求。
[0013]2、制备抗辐照微珠排布厚度更薄的多层复合结构，可以在保证抗辐照性能的同时提高赝型玻璃盖片的透光性。
[0014]3、可以在基底不平整的电池阵列表面制备厚度均一、平整度好、稳定性佳的赝型玻璃盖片。
[0015]4、可以通过连续多次喷涂方式实现规模化制备，有效提升制备效率。
[0016]具体的技术方案为：
[0017]高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片制备方法，包括以下步骤：
[0018]1、在聚酰亚胺基片表面均匀贴附太阳能电池片阵列并固定。
[0019]2、采用气动雾化喷枪通过调节气压、进液量、雾化喷射形状，在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂一定浓度和厚度的硅胶溶液。
[0020]3、水平静置，并停留一定时间减压脱除挥份，并预交联提升胶体粘度。
[0021]4、将不同尺寸的掺铈玻璃微珠干粉均匀喷涂在附着硅胶的电池阵列表面，直至表面无法继续附着微珠粉末为止；
[0022]5、采用与电池阵列等宽的水平狭缝风刀，沿电池阵列喷涂方向，吹扫表面多余玻璃微珠。
[0023]6、水平静置电池片阵，并停留一定时间减压脱除挥份，提升微珠附着效果。
[0024]7、在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂硅胶溶液，保证附着微珠上下表面全部被硅胶溶液包覆。
[0025]8、根据性能需要重复步骤3
‑
7，达到满足耐辐照赝型结构要求。
[0026]9、水平放置，使电池、胶体与微珠充分复合并交联完全。
[0027]步骤2中硅胶溶液条件为质量浓度为5％
‑
100％，厚度为20
‑
200μm。
[0028]步骤3中预交联条件为30
‑
100℃，5
‑
60min，0
‑
－1bar。
[0029]步骤4中微珠喷涂条件为气压为0.1
‑
3bar，电压0
‑
90kV。
[0030]步骤5中水平风刀与膜表面夹角条件为5
‑
90
°
，气压为0.1
‑
3bar。
[0031]步骤6中停留条件为30
‑
100℃，5
‑
60min，0
‑
－1bar。
[0032]步骤7中硅胶溶液条件为质量浓度为5％
‑
100％，厚度为20
‑
200μm。
[0033]步骤8中重复次数条件为0
‑
10次。
[0034]步骤9中交联条件为50～150℃，4～48h。
[0035]本方法制备高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片优势特点：
[0036]1、该多制备方法可以实现更高的抗辐照玻璃珠微珠填充比例。保证柔性盖片厚度均匀且较薄的条件下，将抗辐照玻璃微珠在胶体粘结作用下，实现牢固的密堆积共混排布结构，并保证赝型玻璃盖片的柔韧性。通过该方法，不但保证整体厚度低，同时实现更高珠胶复合共混比例，在硅橡胶复合体系中达到多层球形微珠密堆积结构使光路沿程遮蔽率
高，避免漏光缺陷增强抗辐照性能。
[0037]2、制备的柔性赝型玻璃盖片整体均匀性高，厚度更薄且可控。抗辐照微珠在多层复合膜中结构厚度可控，可以在保证抗辐照性能的同时提高赝型玻璃盖片的透光性。
[0038]3、该制备方法可以在不平整和异型表面实现均匀覆膜制备。不受电池片和基底平整度影响，可以在高低不平整的电池阵列表面制备厚度均一、平整度好、稳定性佳的柔性赝型玻璃盖片。
[0039]4、该制备方法可以有效提升制备效率和降低成本。可以通过硅胶与抗辐照微珠连续多次交替喷涂方式实现规模化制备柔性赝型玻璃盖片，喷涂方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在基片表面均匀贴附太阳能电池片阵列并固定；(2)在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂一定浓度和厚度的硅胶溶液；(3)水平静置，并停留一定时间脱除挥份，并预交联提升胶体粘度；(4)将不同尺寸的掺铈玻璃微珠干粉均匀喷涂在附着硅胶的电池阵列表面，直至表面无法继续附着掺铈玻璃微珠干粉为止；(5)采用水平狭缝风刀，沿电池阵列喷涂方向，吹扫表面多余玻璃微珠；(6)水平静置电池片阵，并停留一定时间使胶体浸润微珠，提升微珠附着效果；(7)在水平放置电池阵列片上表面均匀喷涂硅胶溶液，与下层硅胶互溶，保证附着微珠上下表面和孔隙全部被硅胶溶液填充包覆；(8)根据性能需要重复步骤(3)
‑
(7)，达到满足耐辐照赝型结构要求；(9)水平放置，使电池、胶体与微珠充分复合并交联完全。2.根据权利要求1所述的高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片制备方法，其特征在于，步骤2中硅胶溶液条件为质量浓度为5％
‑
100％，厚度为20
‑
200μm。3.根据权利要求1所述的高密堆积柔性抗辐照赝型玻璃盖片制备方法，其特征在于，步骤3中预交联条件为30
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100℃，5
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60min，0
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－1bar。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿，魏巍，张奥，李雪梅，徐翠薇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：