CN108075005A - 一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件及其制作方法,制作方法包括步骤1:将太阳能电池片按设计要求进行排列,完成串并联,组成电池片组件阵列,引出正负汇流总线;步骤2:在载板上平铺一层底膜;步骤3:在底膜上平铺一层底层粘接材料;步骤4:在粘接材料上平铺电池片组件阵列;步骤5:在电池片组件阵列上平铺一层顶层粘接材料;步骤6:在粘接材料上平铺一层前膜;步骤7:在各层材料固定后平放入层压机,进行高压高温压制,得到光伏组件。本发明采用镀阻水层的ETFE透明膜作为前膜,厚度薄,质量轻,高阻水性和抗老化性,高透光率、抗刮擦。

Description

一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏 组件及其制作方法
技术领域
本发明属于太阳能无人机领域,涉及太阳能组件制作,具体涉及一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件及其制作方法。
背景技术
传统太阳能电池组件一般采用20μmPET透明膜+500μmEVA层+单晶硅或多晶硅片+PET背光板,其面密度通常为2.0~2.5kg/m2,此结构的太阳能组件质量较大,不适用与太阳能无人机领域。
另一种太阳能组件采用40-60μmETFE透明膜+220-300μmEVA+100+160μm单晶硅+300-360μmPET背板,其面密度约为1.23kg/m2,相比传统方式制作的太阳能组件质量较轻,但此结构设计在太阳能无人机领域中依然不够轻质化,且没有在耐候性做针对性设计。
相关文献:CN 203659894 U
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,提出一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件及其制作方法,本发明采用了多层保护技术手段,通过选用特殊封装材料,特殊太阳能电池,使制作的太阳能组件质量更轻、耐候性更好、更加柔软、应力小,使其充分满足高空长航时太阳能无人机是使用。
一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,包括前膜、顶层粘接材料、电池片组件阵列、底层粘接材料和底膜;
前膜、顶层粘接材料、电池片组件阵列、底层粘接材料和底膜由上到下依次粘接,固定后通过层压机进行高压高温压制。
一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件制作方法,包括以下步骤:
步骤1:将太阳能电池片按设计要求进行排列,完成串并联,组成电池片组件阵列,引出正负汇流总线;
步骤2:在载板上平铺一层底膜;
步骤3:在底膜上平铺一层底层粘接材料;
步骤4:在粘接材料上平铺电池片组件阵列;
步骤5:在电池片组件阵列上平铺一层顶层粘接材料;
步骤6:在粘接材料上平铺一层前膜;
步骤7:在各层材料固定后平放入层压机,进行高压高温压制,得到光伏组件。
本发明的优点在于:
(1)本发明采用镀阻水层的ETFE透明膜作为前膜,厚度薄,质量轻,高阻水性和抗老化性,高透光率、抗刮擦;
(2)本发明采用200μm的聚烯烃材料作为顶层粘接材料,减少粘接材料对太阳能电池的腐蚀;
(3)本发明采用不锈钢基或聚酰亚胺基的柔性薄膜电池作为光伏组件芯片,使组件具有超柔性,面对无人机在飞行过程中震颤导致的机翼变形,超柔性的薄膜电池不会因为碎裂而永久失效。同时其质量轻的特点使组件整体质量降低,大大提高了太阳能无人机的载重能力和续航能力;
(4)本发明采用100μm的聚烯烃材料作为顶层粘接材料,减少粘接材料对太阳能电池的腐蚀,,同时在满足粘接要求的情况下,厚度降到100μm,是组件重量降低,大大提高了太阳能无人机的载重能力和续航能力;
(5)本发明采用镀阻水层的ETFE透明膜作为底膜,相比TPE背板材料,厚度薄,质量轻,阻水性和抗老化性更强。
附图说明
图1为本发明一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件的组件结构图;
图中:
1-前膜 2-顶层粘接材料 3-电池片组件阵列
4-底层粘接材料 5-底膜
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明是一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,包括前膜1、顶层粘接材料2、电池片组件阵列3、底层粘接材料4和底膜5。
前膜1、顶层粘接材料2、电池片组件阵列3、底层粘接材料4和底膜5由上到下依次粘接,固定后通过层压机进行高压高温压制。
所述的电池片组件阵列3由太阳能电池片串并联组成,引出正负汇流总线,太阳能电池片按设计要求进行排列。所述太阳能电池片为不锈钢基或聚酰亚胺基的柔性薄膜电池,厚度小于350μm。
所述底膜5采用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm。
所述底层粘接材料4为聚烯烃材料,厚度为100μm。
所述顶层粘接材料4为聚烯烃材料,厚度为200μm。
所述前膜1材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm。
本发明是一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件制作方法,包括以下步骤:
步骤1:将太阳能电池片按设计要求进行排列,完成串并联,组成电池片组件阵列,引出正负汇流总线;
所述太阳能电池选用不锈钢基或聚酰亚胺基的柔性薄膜电池,厚度小于350μm,这类电池重量更轻,柔性更好。
步骤2:在载板上平铺一层底膜;
所述底膜材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度仅为50μm,此材料与普通ETFE透明膜的区别在于其通过镀膜工艺在内表面镀了一层阻水层,为原子级别,在基本不增加前膜质量的情况下,有效提高的其阻水性,和抗老化性,对太阳能电池的保护起到重要作用。
步骤3:在底膜上平铺一层底层粘接材料;
所述底层粘接材料为聚烯烃材料,厚度仅为100μm,相比与EVA材料,聚烯烃材料显中性,减少材料自身对太阳能电池的腐蚀损害。
步骤4:在粘接材料上平铺电池片组件阵列;
步骤5:在电池片组件阵列上平铺一层顶层粘接材料;
所述顶层粘接材料为聚烯烃材料,厚度仅为200μm,相比与EVA材料,聚烯烃材料显中性,减少材料自身对太阳能电池的腐蚀损害。
步骤6:在粘接材料上平铺一层前膜;
所属步骤6中,所述前膜材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度仅为50μm,作为前膜材料,不仅有高阻水性和抗老化性,还有高透过率和抗刮擦的物理特性,完全满足太阳能无人机的使用要求。
步骤7:在各层材料固定后平放入层压机,进行高压高温压制,得到光伏组件。
实施例:
本发明是一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件制作方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤1:将太阳能电池片按设计要求进行排列,完成串并联,组成电池片组件阵列3,引出正负汇流总线。所述太阳能电池选用不锈钢基铜铟镓硒柔性薄膜电池,厚度为330μm,这类电池重量更轻,柔性更好。
步骤2:在载板上平铺一层底膜5,底膜材料5选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度仅为50μm,此材料与普通ETFE透明膜的区别在于其通过镀膜工艺在内表面镀了一层阻水层,为原子级别,在基本不增加前膜质量的情况下,有效提高的其阻水性,和抗老化性,对太阳能电池的保护起到重要作用。
步骤3:在底膜5上平铺一层底层粘接材料4,底层粘接材料4为聚烯烃材料,厚度仅为100μm,相比与EVA材料,聚烯烃材料显中性,减少材料自身对太阳能电池的腐蚀损害。
步骤4:在粘接材料4上平铺电池片组件阵列3;
步骤5:在电池片组件阵列3上平铺一层顶层粘接材料2,顶层粘接材料2为聚烯烃材料,厚度仅为200μm,相比与EVA材料,聚烯烃材料显中性,减少材料自身对太阳能电池的腐蚀损害。
步骤6:在顶层粘接材料2上平铺一层前膜1,前膜1材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度仅为50μm,作为前膜材料,不仅有高阻水性和抗老化性,还有高透过率和抗刮擦的物理特性,完全满足太阳能无人机的使用要求。
步骤7:在各层材料固定后平放入层压机,进行高压高温压制,得到光伏组件。
结果表示:
按照本发明制得的太阳能组件总厚度为700μm,面密度为800g/m2,远远低于传统方法制得的太阳能组件。由于前后膜都使用了镀组水层的ETFE透明膜,组件柔性更好,与太阳能无人机复复合后应力小。与传统方法制得的组件对比,本发明制得的组件耐候性更好。

Claims (9)

1.一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,包括前膜、顶层粘接材料、电池片组件阵列、底层粘接材料和底膜;
前膜、顶层粘接材料、电池片组件阵列、底层粘接材料和底膜由上到下依次粘接,固定后通过层压机进行高压高温压制。
2.根据权利要求1所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的电池片组件阵列由太阳能电池片串并联组成,引出正负汇流总线。
3.根据权利要求2所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的太阳能电池片为不锈钢基或聚酰亚胺基的柔性薄膜电池,厚度小于350μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的底膜采用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的底层粘接材料为聚烯烃材料,厚度为100μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的顶层粘接材料为聚烯烃材料,厚度为200μm。
7.根据权利要求1所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件,所述的前膜采用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm。
8.一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件制作方法,包括以下步骤:
步骤1:将太阳能电池片按设计要求进行排列,完成串并联,组成电池片组件阵列,引出正负汇流总线;
步骤2:在载板上平铺一层底膜;
步骤3:在底膜上平铺一层底层粘接材料;
步骤4:在粘接材料上平铺电池片组件阵列;
步骤5:在电池片组件阵列上平铺一层顶层粘接材料;
步骤6:在粘接材料上平铺一层前膜;
步骤7:在各层材料固定后平放入层压机,进行高压高温压制,得到光伏组件。
9.根据权利要求8所述的一种用于高空长航时太阳能无人机的高耐候性轻质柔性光伏组件制作方法,所述的太阳能电池选用不锈钢基或聚酰亚胺基的柔性薄膜电池,厚度小于350μm;所述的底膜材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm;所述的底层粘接材料为聚烯烃材料,厚度为100μm;所述的顶层粘接材料为聚烯烃材料,厚度为200μm;所述的前膜材料选用镀阻水层的ETFE透明膜,厚度为50μm。
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