太阳能电池封装材料制备技术

技术简介

       太阳能电池作为太阳能无人机的动力来源，是太阳能无人机的核心部件，其在机体平台上的应用是非常困难的工作。太阳能电池既是产生电能的功能元件，又作为蒙皮的一部分承载气动载荷。其自身厚度小、刚度差、易裂易碎，对于机翼曲面环境很难适应，当飞行中机翼弯曲变形较大时，电池片将严重受损。这就要求机体平台既要解决对太阳能电池的封装问题，又要为电池提供良好的铺设平台。本技术开发出能够适用于太阳能无人机电池组件封装的薄膜材料，在确保电池片安全安装的前提下，增加太阳能电池封装材料的功能性，更好的保护太阳能电池组件并提高太阳能电池组件效率。

       太阳能电池面层封装材料要求具有良好的光学透过率，使得太阳光能够穿过面层而不发生过多损耗；具有选择性滤波功能，能够消除太阳光谱中太阳能电池吸收后无法产生电子-空穴对的较低能量红外线，减小太阳能电池的温度效应；具有优异的耐候性能，在长时间紫外辐照下不发生黄变，在临近空间环境高低温交变条件下不发生材料失效。

       太阳能电池封装面层材料用于太阳能电池片向光面一侧的封装，用于封装太阳能电池片形成电池组件，同时对太阳能电池形成保护。因为太阳光入射会通过太阳能电池封装面层材料，所以高光学透过率是对面层封装材料的基本需求。同时，根据太阳能电池组件的实际使用环境，面层封装材料应具有抗静电性能，以减小太阳能电池组件使用过程中电荷累积对太阳能电池和其它电子器件造成影响。另外，由于太阳能电池具有温度效应，而晶体硅太阳能电池的温度系数较高，太阳能电池会伴随温度上升而出现效率降低的现象，所以太阳能电池温度应当进行控制。在太阳光谱中，并非所有波长的太阳光被电池吸收后均可以用于发电。光子能量低于晶体硅带隙时，光子的吸收只能以热能的形式使得电池温度升高而不会产生电子-空穴对。本项目是在太阳能电池封装面层材料上增加红外滤波功能层，用于减少低能量光子的透过，以增加太阳能电池发电效率。因此太阳能电池封装面层材料的结构，由外向内依次为抗静电功能层，基材和红外滤波功能层。其中抗静电层用于减少封装材料表面电荷积累，表面电阻和光学透过率是其主要性能指标；红外滤波涂层用于减少对于太阳能电池无益的长波太阳光透过，降低温度效应对于太阳能电池发电性能的影响，不同波长的光学透过率是其主要性能指标。

技术指标

技术特点

       太阳能电池面层封装材料具有良好的光学透过率，使得太阳光能够穿过面层而不发生过多损耗；滤过红外光能量，具有选择性滤波功能，能够消除太阳光谱中太阳能电池吸收后无法产生电子空穴对的较低能量红外线，减小太阳能电池的温度效应；具有静电耗散的作用，避免太阳能电池使用过程中产生静电造成的静电损伤；具有优异的阻隔水汽、氧气的功能，避免水汽、氧气渗透造成太阳能电池寿命降低；同时，具有良好的防划伤性能，可有效防止太阳能电池使用过程中造成面层封装膜磨损，保证太阳光透过量。

应用领域和范围

       可应用于高空、中低空飞行器太阳能电池封装，及地面太阳能电池封装。

专利状态

       已取得专利1项，申请专利2项。

技术状态

       小批量生产、工程应用阶段

合作方式

       许可使用

投入需求

       2000万元

转化周期

       半年

预期效益

       太阳电池封装材料技术针对目前市场上广泛应用的产品倍国外公司垄断的情况，技术开发单位将自主研发技术应用于民用太阳能电池封装领域将打破封装膜国外垄断的局面，对国民经济发展和工业转型升级具有积极的作用。