超轻柔太阳电池阵及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超轻柔太阳电池阵及其制造方法，超轻柔太阳电池阵包括柔性太阳电池单体，覆合于所述柔性薄膜太阳电池单体表面的高透过率透明封装层，位于所述柔性薄膜太阳电池单体下方的衬底层、加固层与隔热层，各层之间通过胶接层结合。本发明专利技术还涉及超轻柔太阳电池阵的制造方法，它是将上述各层按由上而下的顺序利用滚压或涂覆的方式复合而成，再用挂装绳索与载体表面抓手绑扎固定。本发明专利技术超轻柔太阳电池阵非常薄、体积小、重量轻，制造方便，可靠耐用，生产过程中节材节能，并且能根据安装表面的形状任意弯曲，适合移动式发电应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源光伏系统领域，特别涉及一种。
技术介绍
由传统的晶体硅太阳电池组成的太阳电池阵必须安装在刚性衬底上，这种太阳电池阵的缺点是体积大、重量重、耗材耗能，只能用于固定位置的发电，使用范围受到很大的限制，特别是在不规则弯曲的柔性表面就不能适用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种超轻太阳电池阵及其制造方法，超轻柔太阳电池阵非常薄、重量很轻，有良好的收拢体积比，能根据安装的表面任意弯曲，并能适合移动式发电应用，使用范围广。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下超轻柔太阳电池阵，是由多个柔性太阳电池单体或内联式薄膜太阳电池单体组成的，沉积在不锈钢衬底或聚酯膜等柔性衬底上，就能克服刚性太阳电池阵的缺点。它包括柔性太阳电池单体、胶接层、加固层、隔热层、透明封装层与柔性衬底层，采用滚压或涂覆的方式复合而成，再用挂装绳索与要载体表面抓手绑扎固定。太阳电池单体与太阳电池单体之间通过互联条连接，所述柔性薄膜太阳电池单体与衬底层之间、所述衬底层与加固层之间、以及所述加固层与隔热层之间均是通过胶接层纟口口。所述太阳电池单体是非晶硅薄膜太阳电池，铜铟镓硒薄膜太阳电池或碲化镉薄膜电池，可以沉积在金属箔衬底或聚酯膜衬底。所述加固层采用玻璃纤维网布或尼龙网布等一些高强度柔性好的材料，用于加固电池组件强度和电池模块间的连接强度。所述隔热层采用轻质且薄隔热效果好的发泡材料制成，用于阻绝或降低电池模块工作时产生热量与载体表皮间的热传递。所述胶接层在-100°C +100°C之间可长时间工作，不发生脆化，并且与隔热层和背面衬底结合牢固。所述透明封装层，其可见光透过率大于90%，耐紫外线，在-100°c +100°C之间可长时间工作，性能稳定。进一步，所述挂装绳索采用具备弹性伸缩性质的绳和具有刚性的绳组合而成，保证了在体积外形发生改变的过程中，太阳电池模块始终与载体表面紧密结合。所述太阳电池阵是由上述多个太阳电池单体串联或并联连接构成，达到所需的太阳电池阵功率；所述每个太阳电池单体背面绝缘衬底两端的相对位置上都至少各设有一个引线端，分别和太阳电池单体最外端的两个电极相连，所述引线端导线可以通过锡焊或电阻焊接的方式形成。本专利技术通过结构和电路设计并选用耐候性能良好的材料实现太阳电池阵可以在极端的环境下工作，通过对减薄柔性太阳电池衬底和自动化涂布技术控制胶量实现模块的高质量比功率，通过加固层增加模块的结构强度，通过隔热层降低太阳电池阵工作时传递到表面的温度，通过多点多线的引出方式增加太阳电池模块的工程可靠性，实现电池模块的超大面积组阵。本专利技术还涉及超轻柔太阳电池阵的制造方法，它是将组合成超轻柔太阳电池阵的高透过率透明封装层、柔性薄膜太阳电池单体、胶接层、衬底层、胶接层、加固层、胶接层以及隔热层利用滚压或涂覆的方式按由上而下的顺序复合而成，再用挂装绳索与载体表面抓手绑扎固定。进一步，所述挂装绳索采用具有弹性伸缩性质的绳和具有刚性的绳组合而成，保证了在体积外形发生改变的过程中，太阳电池单体始终与载体表面紧密结合。本专利技术的有益效果是，超轻柔太阳电池阵非常薄、体积小、重量轻，生产过程中节材节能，并且能根据安装表面的形状任意弯曲，适合移动式发电应用，它能安置在系留式气球受光面、汽车顶部、帆船、赛艇、摩托艇的船舱表面上以便充分利用丰富的太阳能发电，适合应用到平流层，高空飞行器，甚至地面便携式移动式充电设备。本专利技术以近空间资源利用为背景开发，环境耐受性优异，主要应用市场为航空航天领域的能源系统，高空通讯基站供电系统，同时也可以应用于太阳能帆船，节能型住宅， 光伏一体化建筑提供电源，有广阔的地面应用市场。附图说明图1为超轻柔太阳电池阵应用于飞艇的总装结构图。图2为超轻柔太阳电池模块结构图。图3为太阳电池组件互联条安装示意图。图4为超轻柔太阳电池模块组成示意图。图5为与图1对应的超轻柔太阳电池阵放大结构图。具体实施例方式为了使本专利技术的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本专利技术。实施例图1给出了本专利技术中用超轻柔太阳电池阵制作的电池阵结构，柔性太阳电池阵模块Iio通过挂装绳索140装配在平流层艇皮101上形成电池阵，以便充分利用丰富的太阳能并将其转化成电流。图2给出了用超轻柔太阳电池模块结构，柔性薄膜太阳电池单体111与衬底层112 通过胶接层116结合，起到电池单体定位与背面绝缘的作用；衬底层112与加固层113通过胶接层116结合，起到加固电池组件强度和电池模块间的连接强度的作用；加固层113与隔热层114通过胶接层116结合，起到阻绝或降低电池模块工作时产生热量与艇皮间的热传递的作用；柔性薄膜太阳电池单体111表面的封装层115则起到了耐紫外辐照的作用。图3说明了用超轻柔太阳电池组件互联条123安装位置，将位于太阳电池电池单体111正负极端和太阳电池单体111通过互联条123连接，正负极端和互联条123均可通过锡焊122，电阻焊或用导电胶等方式连接。图4说明了用超轻柔太阳电池组成用超轻柔太阳电池模块的结构，将位于电池模块Iio正负极端的电池模块110通过正负极131，132与导线133，134连接，每个电池模块通过两条导线133，134引出，导线133，134与母线135，136相连。导线的数量可以根据模块的大小适当增加。电池模块正负极和导线，导线和母线之间均通过焊接和压接方式连接。图5说明了用超轻柔太阳电池阵结构，将电池模块110四周边缘通过用聚酰亚胺、 FEP、PEN等聚合物薄膜制成R型防风结构150，并与艇皮101固定。用具有刚性的绳索142 一端固定在电池模块110边缘，另一端固定在拉环141上，且拉环与拉环之间采用弹性绳 143与刚性绳142双绳结构增加可靠性，再利用刚性绳142固定在抓手144上。所用绳索采用具有弹性伸缩性质的特种橡胶绳和具有刚性高强度的绳。能够在-100°C +100°C之间稳定工作。经过实践得出，上述方案制出的超轻柔太阳电池阵在-100°C -+100°C之间可以长时间稳定工作，并且保持柔性，强度高，长时间稳定工作电池阵下艇皮表面温度小于60°C， 质量比功率不低于200W/kg，挂装后在不小于20m/s的风速下位置不发生偏移与翻折且能持续稳定工作。通过上述方案制成的超轻柔太阳电池阵能安置在系留式气球受光面、汽车顶部、 帆船、赛艇、摩托艇的船舱表面上以便充分利用丰富的太阳能发电，适合应用到平流层，高空飞行器，甚至地面便携式移动式充电设备。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。权利要求1.超轻柔太阳电池阵，其特征在于，它包括柔性薄膜太阳电池单体、覆合于所述柔性薄膜太阳电池单体表面的高透过率透明封装层，位于所述柔性薄膜太阳电池单体下方的衬底层、加固层与隔热层，所述柔性薄膜太阳电池单体与衬底层之间、所述衬底层与加固层之间、以及所述加固层与隔热层之间均是通过胶接层结合；所述柔性薄膜太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．超轻柔太阳电池阵，其特征在于，它包括柔性薄膜太阳电池单体、覆合于所述柔性薄膜太阳电池单体表面的高透过率透明封装层，位于所述柔性薄膜太阳电池单体下方的衬底层、加固层与隔热层，所述柔性薄膜太阳电池单体与衬底层之间、所述衬底层与加固层之间、以及所述加固层与隔热层之间均是通过胶接层结合；所述柔性薄膜太阳电池单体之间通过能导电的互联条连接太阳电池单体正负极端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萌炯，杨洋，曹娜娜，王顺，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：31