本申请公开了一种宽温域柔性太阳电池组件及制备方法，涉及航天器能源系统领域，柔性太阳电池组件包括依次连接的柔性透明封装膜、透明胶粘层、薄膜太阳电池、底片胶、柔性电路基板；薄膜太阳电池通过底片胶粘贴到柔性电路基板上，薄膜太阳电池为分模块设置，相邻模块的薄膜太阳电池之间连接；柔性透明封装膜通过透明胶粘层粘接于薄膜太阳电池表面，柔性透明封装膜与透明胶粘层接触的一侧设置微结构层、另一侧设置设置SiOx膜层。实现透明封装材料与电池组件之间无气泡、高强度粘结，促进柔性太阳电池空间工程应用。电池空间工程应用。电池空间工程应用。
【技术实现步骤摘要】
一种宽温域柔性太阳电池组件及制备方法
[0001]本专利技术提供了一种宽温域柔性太阳电池组件及制备方法，属于航天器能源系统领域。
技术介绍
[0002]全柔性太阳电池组件具有轻量化、高压缩比、高效率的特点，对未来卫星增加载荷数量和降低发射成本的是非常有吸引力的。柔性太阳电池封装材料需要具有轻质柔性、耐高低温、热真空、电子辐照等空间环境，前表面封装材料同时需要满足长期保持高透明和机械性能的特点。
[0003]目前柔性太阳电池组件制备方式通常采用：方法一柔性透明有机薄膜(乙烯
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四氟乙烯共聚物薄膜、透明聚酰亚胺薄膜等)、透明热熔胶膜(乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物，乙烯
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辛烯共聚物等)，通过层压方式进行一体化组件集成；方法二柔性玻璃、赝形玻璃、有机透明封装膜(乙烯
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四氟乙烯共聚物薄膜、透明聚酰亚胺薄膜等)等，通过透明液液态胶粘贴在太阳电池上表面，实现对柔性太阳电池的防护。但是方法一热熔胶膜热稳定性受限，耐温范围仅为
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60℃到+80℃，不能满足空间极高极低环境温度使用需求。方法二柔性玻璃是厚度减薄的玻璃盖片，弯曲半径有限且易碎裂；赝形玻璃是由液体胶粘结微小玻璃球制备而成的薄膜，玻璃球之间的胶体直接暴露在严苛的空间环境中，存在空间环境适应差的风险；有机透明材料采用液态硅胶粘结时，存在胶接强度较差，反复弯曲后出现脱模，同时，大面积组件采用液态硅胶粘结，胶接区产生的气泡难以消除，以及有机封装膜抗空间粒子辐照性差等问题。
[0004]因此，开发既能满足全柔性太阳电池组件制备，又能满足空间环境使用要求的宽温域太阳电池组件的制备方法，显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种宽温域柔性太阳电池组件及制备方法，实现有机膜与模块化组件之间无气泡、高粘结强度，具有轻质、柔性、耐空间环境等特点，可满足空间环境应用需求。
[0006]具体的，针对空间用全柔性薄膜太阳电池组件制备过程中存在的问题，采用模块化方式进行电池组件封装，通过对有机薄膜表面SiOx膜蒸镀、表面等离子处理以及排气孔加工进行模块化透明封装材料制备，根据透明封装材料排气孔设计进行布胶图案设计，采用液态硅胶进行流胶，实现透明封装材料与电池组件之间无气泡、高强度粘结，促进柔性太阳电池空间工程应用。
[0007]本专利技术的技术解决方案是：
[0008]一种宽温域柔性太阳电池组件，包括依次连接的柔性透明封装膜、透明胶粘层、薄膜太阳电池、底片胶、柔性电路基板；
[0009]薄膜太阳电池通过底片胶粘贴到柔性电路基板上，薄膜太阳电池为分模块设置，
相邻模块的薄膜太阳电池之间连接；
[0010]柔性透明封装膜通过透明胶粘层粘接于薄膜太阳电池表面，柔性透明封装膜与透明胶粘层接触的一侧设置微结构层、另一侧设置设置SiOx膜层。
[0011]所述微结构层通过对柔性透明封装膜的表面进行等离子处理获得。
[0012]所述等离子处理的步骤包括：S1:将透明有机薄膜放入有机溶剂丙酮中浸泡24h后，用去离子水清洗干净，去除表面杂质；
[0013]S2：清洗后的透明有机薄膜放入烘箱中于50～60℃放置6h以上；
[0014]S3:干燥后的透明有机薄膜放入等离子处理仪器，通过负压吸附平台将透明有机薄膜样品台上。采用Ar等离子处理，微波功率约为1800W，压力约0.4Torr，Ar气流量约为800SS，处理时间为80～90S。
[0015]在该等离子处理的步骤设置下，透明有机薄膜具有足够的强度，且微结构层具有足够的粗糙度。
[0016]所述透明胶粘层采用透明液体硅橡胶布胶固化后形成。
[0017]所述透明液体硅橡胶的布胶图形包括多条相互平行的布胶线，沿着所述布胶线进行布胶，相邻布胶线之间形成排气通道，柔性透明封装膜上开设有排气孔，排气孔与排气通道连通；
[0018]排气孔正对相邻的薄膜太阳电池模块之间的缝隙区域。
[0019]一种宽温域柔性太阳电池组件的制备方法，包括：
[0020]S1:在透明有机薄膜的一侧制备SiOx膜层，采用静电保护膜粘贴到SiOx膜层表面，在透明有机薄膜的另一侧制备微结构层，得到柔性透明封装膜；
[0021]S2:对柔性透明封装膜和静电保护膜进行打孔，获得具有排气孔的柔性透明封装膜；
[0022]S3:将薄膜太阳电池的电池电路集成到柔性基板中，并预留电池串焊接窗口，获得柔性电路基板；
[0023]S4:将分模块的薄膜太阳电池通过电阻焊接方式连接，并将连接后的薄膜太阳电池通过底片胶布贴于柔性电路基板上，固化得到贴附基板；
[0024]S5:在贴附基板具有薄膜太阳电池的表面进行布胶，得到多个布胶线，然后将具有排气孔的柔性透明封装膜粘贴于布胶线上，排气孔与布胶线之间形成的排气通道连通，获得柔性电池组件；
[0025]S6:对柔性电池组件进行除气和固化。
[0026]所述透明有机薄膜为聚酰亚胺薄膜；
[0027]SiOx膜层通过蒸镀或溅射方式制备，微结构层通过等离子处理制备；
[0028]透明有机薄膜的光学透过率不低于91％，透明有机薄膜的厚度为25～50μm，SiOx膜层的厚度为300～500nm。
[0029]所述布胶间距为2～2.5mm，布胶线宽度约1～1.5mm。
[0030]所述排气孔直径为0.4～0.6mm。
[0031]所述步骤S6包括，在柔性透明封装膜表面均匀施加压力，并静止1
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3h后，将施加压力撤除；然后将柔性电池组件转移到真空腔室抽真空排气，并进行热固化。
[0032]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0033]本专利技术采用模块化方式进行柔性太阳电池组件的制备，通过有机薄膜表面SiOx膜蒸镀、表面等离子处理以及排气孔加工制备模块化透明封装材料，通过液态硅胶图形化布胶，实现有机膜与模块化组件之间无气泡、高粘结强度，具有轻质、柔性、耐空间环境等特点，可满足空间环境应用需求。
附图说明
[0034]图1为大面积柔性太阳电池组件模块分割图；
[0035]图2为柔性透明封装膜的平面图；
[0036]图3为柔性透明封装膜的剖视图；
[0037]图4为柔性太阳电池组件的截面图；
[0038]图5为布胶路线示意图。
[0039]附图标记说明：1、柔性透明封装膜；2、透明有机薄膜；3、SiOx膜层；4、微结构层；5、排气孔；6、透明胶粘层；7、薄膜太阳电池；8、底片胶；9、柔性电路基板。
具体实施方式
[0040]为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定。
[0041]图1为大面积柔性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宽温域柔性太阳电池组件，其特征在于：包括依次连接的柔性透明封装膜(1)、透明胶粘层(6)、薄膜太阳电池(7)、底片胶(8)、柔性电路基板(9)；薄膜太阳电池(7)通过底片胶(8)粘贴到柔性电路基板(9)上，薄膜太阳电池(7)为分模块设置，相邻模块的薄膜太阳电池(7)之间连接；柔性透明封装膜(1)通过透明胶粘层(6)粘接于薄膜太阳电池(7)表面，柔性透明封装膜(1)与透明胶粘层(6)接触的一侧设置微结构层(4)、另一侧设置设置SiOx膜层(3)。2.根据权利要求1所述的一种宽温域柔性太阳电池组件，其特征在于：通过对所述透明有机薄膜(2)的一侧表面制备SiOx膜层(3)、另一层进行等离子处理，获得具有SiOx膜层(3)和微结构层(4)的柔性透明封装膜(1)。3.根据权利要求2所述的一种宽温域柔性太阳电池组件，其特征在于：所述等离子处理的步骤包括：S1:将透明有机薄膜(2)放入有机溶剂丙酮中浸泡24h后，用去离子水清洗干净，去除表面杂质。S2：清洗后的透明有机薄膜(2)放入烘箱中于50～60℃放置6h以上。S3:干燥后的透明有机薄膜(2)放入等离子处理仪器，通过负压吸附平台将透明有机薄膜(2)样品台上，采用Ar等离子处理，微波功率约为1800W，压力约0.4Torr，Ar气流量约为800SS，处理时间为80～90S。4.根据权利要求1所述的一种宽温域柔性太阳电池组件，其特征在于：所述透明胶粘层(6)采用透明液体硅橡胶布胶固化后形成。5.根据权利要求4所述的一种宽温域柔性太阳电池组件，其特征在于：所述透明液体硅橡胶的布胶图形包括多条相互平行的布胶线，沿着所述布胶线进行布胶，相邻布胶线之间形成排气通道，柔性透明封装膜(1)上开设有排气孔，排气孔与排气通道连通；排气孔正对相邻的薄膜太阳电池(7)模块之间的缝隙区域。6.一种宽温域柔性太阳电池组件的制备方法，其特征在于：包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：马宁华，徐建明，蒋帅，郑通，翟涵，王训春，吴敏，顾伟伟，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
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