CN103426959A - 一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法 - Google Patents

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吕明云
杨洋
王顺
徐建明
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Abstract

本发明提供一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法。该结构以柔性薄膜作为衬底支撑层，主要用于隔热层材料、强度增强层材料的贴敷；以高强纤维网格布作为强度增强层，主要用于复合型衬底结构使用时的承力；以环氧树脂作为胶粘剂，主要用于复合型衬底结构中各层材料的有效粘结；以中空型柔性隔热材料作为隔热层，主要用于复合型衬底结构上下表面温差的有效控制。上述方案具有结构分明，各层材料工艺可控制性强，制造流程相对简单的优点。既可满足柔性薄膜电池有效隔热的需要，又能满足艇体表面曲面化安装的要求，还可兼顾承力与轻质化方面的应用需求。

Description

一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法
一、技术领域：
本发明提供一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法，属于太阳能电池隔热技术领域。 
二、背景技术：
随着空天技术领域的进一步拓展，针对航空、航天结合部使用的平流层飞行器已成为各国研究的重点，在这类飞行器中尤以平流层飞艇最受关注。配置太阳能电池阵和可循环储能系统后的平流层飞艇具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，可用于通信中继、预警、侦查监视、高空技术验证等众多领域。目前，应用于平流层飞艇的太阳能电池组件主要是柔性薄膜太阳能电池模块，这类模块具有比功率高、结构柔软、对安装基体要求低等优点，但同样存在转换效率低、表面与背面温差小（0.5-2℃）、表面温度与囊体本体温度相差大（40-50℃）等缺点，因而需通过有效的隔热设计提高其在平流层飞艇上的应用可行性。 
为此，本发明基于现有的柔性隔热结构和强度增强结构，通过对薄膜衬底材料、高强度纤维材料、低密度柔性隔热材料的综合应用，开发出一种可满足平流层飞艇铺设柔性薄膜太阳能电池应用需求的柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构。 
三、发明内容：
（1）目的：本发明的目的在于提供一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法，该结构具有柔软、轻质、高强、隔热等优点，可满足柔性薄膜太阳能电池与平流层飞艇蒙皮间有效隔热的应用需求。 
（2）技术方案：本发明一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结 构，该结构以柔性薄膜作为衬底支撑层，主要用于隔热层材料、强度增强层材料的贴敷；以高强纤维网格布作为强度增强层，主要用于复合型衬底结构使用时的承力；以环氧树脂作为胶粘剂，主要用于复合型衬底结构中各层材料的有效粘结；以中空型柔性隔热材料作为隔热层，主要用于复合型衬底结构上下表面温差的有效控制。 
上述方案具有结构分明，各层材料工艺可控制性强，制造流程相对简单的优点。既可满足柔性薄膜电池有效隔热的需要，又能满足艇体表面曲面化安装的要求，还可兼顾承力与轻质化方面的应用需求。 
所述衬底支撑层，位于该复合型衬底结构的最顶层，主要由柔性薄膜构成，可采用聚酯薄膜（PET）或聚酰亚胺薄膜（PI），其中，聚酯薄膜可用于低于420K的工作环境，聚酰亚胺薄膜可用于480K的工作环境； 
所述强度增强层，位于该复合型衬底结构的第二层，主要由高强度织物构成，可采用玻璃纤维网格布或PBO网格布或Vectran纤维网格布或芳纶纤维网格布； 
所述胶粘剂，位于该复合型衬底结构的第三层，主要由环氧树脂构成，可采用环氧树脂型胶膜或膏状环氧树脂胶粘剂； 
所述隔热层，位于该复合型衬底结构的最底层，主要由中空型柔性隔热材料构成，通过利用孔隙中静止空气的低导热率进行有效隔热，可采用NOMEX纸蜂窝或孔隙型泡沫板。 
本发明一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构的研制方法，其基本步骤如下： 
1.原材料采购、检验：保证所选材料满足使用要求和工艺成型要求，尤其是所选材料相应的环境适应性、力学性能、隔热性能要求； 
2.裁剪工序：用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块的尺寸规格（四周留有5mm的加工余量）裁剪所需的衬底支撑层薄膜、强度增强层纤维网格布、环氧树脂胶膜（如为膏状胶粘剂，则不存在裁剪工序）；用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块内部电池本体的尺寸规格和设计方案要求（厚度要求）裁剪所需的中空型柔性隔热材料；针对上述裁剪后的各层材料进行擦拭处理，保证材料上无杂质； 
3.叠层工序：将衬底支撑层薄膜、强度增强层纤维网格布、环氧树脂胶膜（如为膏状胶粘剂，则在本步需进行均匀化涂敷）、中空型柔性隔热材料按照由下而上的顺序进行叠层； 
其中，在进行叠层时，务必保证各层材料叠合平整，膏状胶粘剂刮涂均匀。 
4.层压工序：将叠层好的半成品放入层压机中加热、层压，加热温度控制在120～150℃，升温时间控制在30～60分钟，压力控制在0.98～1.5个标准大气压，加热时间不少于2小时； 
其中，加热、层压前需在半成品四周垫上防压溃工装，以保证中空型柔性隔热材料的结构不会受到破坏。 
5.后处理：将层压后的半成品进行如下后处理工序，依次为：去除毛边、表面清洗、外观检验； 
6.在后处理各工序均合格的情况下投入使用。 
（3）优点及功效：本发明一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构及其研制方法，它兼顾了目前平流层飞艇研制过程中对柔性薄膜太阳能电池衬底层柔性、隔热、承力、轻质化四方面的综合要求。通过柔性薄膜、高强纤维和中空型柔性隔热材料的选择实现了整个复合型衬底结构的柔性化和轻质化需求；通过高强织物实现了整个复合型衬底结构的承力需求；通过中空型柔性隔热材料实现了整个复合型衬底结构的隔热需求。可在满足应用需求的同时，最大限度的降低了结构总重和研制难度。 
四、附图说明：
图1为本发明应用到某具体平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池阵实施例中的复合型衬底结构示意图； 
图2为柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构的基本研制流程图。 
图中标号说明如下： 
1.柔性薄膜，              2.高强纤维网格布，    3.环氧树脂， 
4.中空型柔性隔热材料，    5.模块间连接孔 
五、具体实施方式：
下面结合图1、2对本发明中的柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底 结构作进一步的说明： 
本发明一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构，如图1所示，它是由作为衬底支撑层的柔性薄膜1、作为强度增强层的高强纤维网格布2、作为胶粘剂的环氧树脂3、作为中空型柔性隔热材料4经依次叠层后热合而成。 
该柔性薄膜1位于本发明的最顶层，主要用于隔热层材料、强度增强层材料的贴敷，本实施例采用PET薄膜； 
该高强纤维网格布2位于本发明的第二层，主要用于复合型衬底结构使用时的承力，本实施例采用玻璃纤维网格布； 
该环氧树脂3位于本发明的第三层，主要用于复合型衬底结构中各层材料的有效粘结，本实施例采用环氧树脂胶膜； 
该中空型柔性隔热材料4位于本发明的最低层，主要用于复合型衬底上下表面温差的有效控制，本实施例采用NOMEX纸蜂窝。 
本发明一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构的研制方法，其基本的研制流程如下： 
整个研制流程如图2所示： 
1.原材料采购、检验：包括研制复合型衬底结构所需的所有材料，保证所选材料相应的环境适应性、力学性能、隔热性能要求； 
2.裁剪工序：用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块的尺寸规格（四周留有5mm的加工余量）裁剪所需的柔性薄膜1、高强纤维网格布2、环氧树脂3；用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块内部电池本体的尺寸规格和设计方案要求（厚度要求）裁剪所需的中空型柔性隔热材料4；针对上述裁剪后的各层材料进行擦拭处理，保证材料上无杂质； 
3.叠层工序：将柔性薄膜1、高强纤维网格布2、环氧树脂3、中空型柔性隔热材料4按照由下而上的顺序进行叠层； 
其中，在进行叠层时，务必保证各层材料叠合平整。 
4.层压工序：将叠层好的半成品放入层压机中加热、层压，加热温度控制在135℃，升温时间控制在45分钟，压力控制在1.1个标准大气压，加热时间为2小时； 
其中，加热、层压前需在半成品四周垫上防压溃工装，以保证中空型柔性 隔热材料的结构不会受到破坏。 
5.连接孔制作：按设计要求在层压后的半成品的指定位置标记出连接孔中心位置，利用专用的打孔器在相应的位置开出模块间连接孔5； 
6.去除毛边：按设计尺寸切除毛边。 
7.表面清洗：用酒精清除柔性薄膜1表面的污渍； 
8.外观检验：外表无明显缺陷和损伤的模块可投入使用。 
应当指出，本实例仅列示性说明本发明的应用方法，而非用于限制本发明。任何熟悉此种使用技术的人员，均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。 

Claims (3)

1.一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构，其特征在于：
该结构按自上而下包括衬底支撑层、强度增强层、胶粘剂和隔热层。各层说明如下：以柔性薄膜作为衬底支撑层，主要用于隔热层材料、强度增强层材料的贴敷；以高强纤维网格布作为强度增强层，主要用于复合型衬底结构使用时的承力；以环氧树脂作为胶粘剂，主要用于复合型衬底结构中各层材料的有效粘结；以中空型柔性隔热材料作为隔热层，主要用于复合型衬底结构上下表面温差的有效控制。
2.一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构，其特征在于：
具有结构分明，各层材料工艺可控制性强，制造流程相对简单的优点。既可满足柔性薄膜电池有效隔热的需要，又能满足艇体表面曲面化安装的要求，还可兼顾承力与轻质化方面的应用需求。
3.一种柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合型衬底结构，其特征在于：
其基本的研制流程如下：
(1)原材料采购、检验：保证所选材料满足使用要求和工艺成型要求，尤其是所选材料相应的环境适应性、力学性能、隔热性能要求；
(2)裁剪工序：用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块的尺寸规格（四周留有5mm的加工余量）裁剪所需的衬底支撑层薄膜、强度增强层纤维网格布、环氧树脂胶膜（如为膏状胶粘剂，则不存在裁剪工序）；用专用裁剪机按柔性薄膜太阳能电池模块内部电池本体的尺寸规格和设计方案要求（厚度要求）裁剪所需的中空型柔性隔热材料；针对上述裁剪后的各层材料进行擦拭处理，保证材料上无杂质；
(3)叠层工序：将衬底支撑层薄膜、强度增强层纤维网格布、环氧树脂胶膜（如为膏状胶粘剂，则在本步需进行均匀化涂敷）、中空型柔性隔热材料按照由下而上的顺序进行叠层；
(4)层压工序：将叠层好的半成品放入层压机中加热、层压，加热温度控制在120～150℃，升温时间控制在30～60分钟，压力控制在0.98～1.5个标准大气压，加热时间不少于2小时；
(5)后处理：将层压后的半成品进行如下后处理工序，依次为：去除毛边、表面清洗、外观检验；
(6)在后处理各工序均合格的情况下投入使用。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103996729A (zh) * 2014-06-09 2014-08-20 北京航空航天大学 一种散热加强型柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合结构及其研制方法
CN104210647A (zh) * 2014-09-22 2014-12-17 北京航空航天大学 一种机翼结构—网格化太阳能机翼设计与研制方案
CN105355685A (zh) * 2015-10-19 2016-02-24 北京航空航天大学 一种兼顾隔热的刚柔一体化太阳能电池及其研制方法
CN106142806A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 东莞前沿技术研究院 囊体蒙皮制作方法、囊体及浮空器
CN110295357A (zh) * 2018-03-21 2019-10-01 北京大学 一种快速宏量制备超大尺寸二维材料薄膜的方法及装置
CN115230263A (zh) * 2022-07-04 2022-10-25 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种一体化玻纤增强型光伏板及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005197294A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Kaneka Corp 薄膜シリコン系太陽電池モジュール
CN101320760A (zh) * 2008-07-11 2008-12-10 北京航空航天大学 一种太阳能电池组件及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005197294A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Kaneka Corp 薄膜シリコン系太陽電池モジュール
CN101320760A (zh) * 2008-07-11 2008-12-10 北京航空航天大学 一种太阳能电池组件及其制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103996729A (zh) * 2014-06-09 2014-08-20 北京航空航天大学 一种散热加强型柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合结构及其研制方法
CN104210647A (zh) * 2014-09-22 2014-12-17 北京航空航天大学 一种机翼结构—网格化太阳能机翼设计与研制方案
CN106142806A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 东莞前沿技术研究院 囊体蒙皮制作方法、囊体及浮空器
CN106142806B (zh) * 2015-03-31 2018-07-06 东莞前沿技术研究院 囊体蒙皮制作方法、囊体及浮空器
CN105355685A (zh) * 2015-10-19 2016-02-24 北京航空航天大学 一种兼顾隔热的刚柔一体化太阳能电池及其研制方法
CN110295357A (zh) * 2018-03-21 2019-10-01 北京大学 一种快速宏量制备超大尺寸二维材料薄膜的方法及装置
CN110295357B (zh) * 2018-03-21 2020-09-08 北京大学 一种快速宏量制备超大尺寸二维材料薄膜的方法及装置
CN115230263A (zh) * 2022-07-04 2022-10-25 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种一体化玻纤增强型光伏板及其制备方法和应用
CN115230263B (zh) * 2022-07-04 2023-09-26 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种一体化玻纤增强型光伏板及其制备方法和应用

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