空间太阳电池的封装薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及航天器，特别是涉及一种空间太阳电池的封装薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，人类探索和利用空间资源的愿望的不断增强，航天器发射的次数逐渐增多。空间太阳电池阵是航天器最重要的能源部件，但是其工作的空间环境因素十分复杂，包括高真空、高低温交变、原子氧辐照、紫外辐照、高能粒子辐照等并存。因此，研发出对航天器上作为能源动力的太阳电池阵起到有效保护的封装薄膜有着重要的科学意义和研究价值。目前，对空间太阳电池保护的主要方式是使用耐辐照的玻璃盖片进行封装，但是玻璃的密度较大，会使得发射成本大大增加。所以，急需开发出新型的轻质柔性的封装薄膜；此外，空间环境中紫外辐照在太阳总辐射能量的占比为8％，近紫外范围光谱200-400nm的能量达到3ev以上，cp i基材和其下方的同样是高分子材料的密封胶这类有机高分子材料在这样的环境中工作时，由于难以耐受紫外辐射，产生老化黄变，从而导致透光性进一步下降，降低空间太阳电池阵的转化效率和工作寿命。

2、因此，提供一种轻质的、具有良好抗紫外辐射性能以及透光性的空间太阳电池的封装薄膜及其制备方法，对提升空间太阳电池阵的转化效率和工作寿命以及降低航天器的成本是十分重要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述问题，提供一种空间太阳电池的封装薄膜及其制备方法，所述空间太阳电池的封装薄膜为轻质柔性薄膜并且具有良好的透光率和抗紫外效果，能够在降低航天器的成本的同时提升空间太阳电池阵的转化效率和工作效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案，如下所述：

3、第一方面，本发明提供一种空间太阳电池的封装薄膜，其包括透明柔性基材以及沉积于所述透明柔性基材的表面上镀膜结构；所述镀膜结构包括若干低折射膜层、高折射膜层以及增透膜层，所述低折射膜层、高折射膜层和增透膜层沉积层数之和大于3，其中所述低折射膜层的总厚度为582-639nm，所述高折射膜层的总厚度为180-258nm，所述增透膜层的总厚度为292-330nm。

4、优选地，所述透明柔性基材包括cp i基材，所述低折射膜层包括sio2膜层，所述高折射膜层包括ta2o5膜层，所述增透膜层包括mgf2膜层。

5、优选地，所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×n和增透膜层，其中n＝1-10。

6、优选地，所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×a、(高折射膜层+增透膜层)×b、(高折射膜层+低折射膜层)×c和增透膜层，其中a+c＝2-10，b＝1-5。

7、优选地，所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的(高折射膜层+低折射膜层)×m和增透膜层，其中m＝1-10。

8、另一方面，本发明提供一种如上所述的空间太阳电池阵的封装薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

9、s1，提供透明柔性基材；

10、s2，在所述透明柔性基材上沉积镀膜结构；所述镀膜结构包括分别分多次沉积于所述透明柔性基材的表面上的若干低折射膜层、高折射膜层以及增透膜层，所述低折射膜层、高折射膜层和所述增透膜层的沉积层数之和大于3，其中，所述低折射膜层的总厚度为582-639nm，所述高折射膜层的总厚度为180-258nm，所述增透膜层的总厚度为292-330nm。

11、优选地，所述透明柔性基材包括cp i基材，所述低折射膜层包括sio2膜层，所述高折射膜层包括ta2o5膜层，所述增透膜层包括mgf2膜层。

12、优选地，所述镀膜结构由下至上在所述透明柔性基材表面上的沉积顺序为增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×n和增透膜层，其中n＝1-10。

13、优选地，所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×a、(高折射膜层+增透膜层)×b和(高折射膜层+低折射膜层)×c，其中a+c＝2-10，b＝1-5。

14、优选地，所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的(高折射膜层+低折射膜层)×m和增透膜层，其中m＝1-10。

15、本发明产生的有益效果至少包括：

16、相比于现有技术中刚性封装玻璃结构，本发明所述空间太阳电池阵的封装薄膜通过在柔性透明基材上沉积镀膜结构，本发明所得空间电池阵的封装薄膜的整体重量相较于封装玻璃显著降低；所述封装薄膜整体具有柔性，能够实现空间太阳电池阵的柔性封装，使得空间太阳电池阵适用于具有曲面表面的航天器，提升了空间太阳电池阵的应用场景；本发明中将所述镀膜结构沉积于所述柔性透明基材上，通过多层所述增透膜层、低折射膜层和高折射膜层的这种多层干涉膜的干涉效果，增强了对200-400nm的紫外波段的反射率，同时提升了400-1100nm波段的透过率，保护了柔性透明膜层以及封装于其下方部件在空间太阳电池阵服役期间不出现老化黄变现象，将所述柔性封装薄膜应用在空间太阳电池阵的封装中，可以在确保空间太阳电池阵在轨效率的前提下，提升太阳电池阵的在轨工作寿命；使得本发明所述的封装薄膜的透光性能与传统的封装玻璃相当。

技术特征：

1.一种空间太阳电池的封装薄膜，其特征在于：包括透明柔性基材以及沉积于所述透明柔性基材的表面上镀膜结构；所述镀膜结构包括若干低折射膜层、高折射膜层以及增透膜层，所述低折射膜层、高折射膜层和增透膜层沉积层数之和大于3，其中所述低折射膜层的总厚度为582-639nm，所述高折射膜层的总厚度为180-258nm，所述增透膜层的总厚度为292-330nm。

2.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于：所述透明柔性基材包括cpi基材，所述低折射膜层包括sio2膜层，所述高折射膜层包括ta2o5膜层，所述增透膜层包括mgf2膜层。

3.根据权利要求2所述的封装薄膜，其特征在于：所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×n和增透膜层，其中n＝1-10。

4.根据权利要求2所述的封装薄膜，其特征在于：所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×a、(高折射膜层+增透膜层)×b、(高折射膜层+低折射膜层)×c和增透膜层，其中a+c＝2-10，b＝1-5。

5.根据权利要求2所述的封装薄膜，其特征在于：所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的(高折射膜层+低折射膜层)×m和增透膜层，其中m＝1-10。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的空间太阳电池阵的封装薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述透明柔性基材包括cpi基材，所述低折射膜层包括sio2膜层，所述高折射膜层包括ta2o5膜层，所述增透膜层包括mgf2膜层。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述镀膜结构由下至上在所述透明柔性基材表面上的沉积顺序为增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×n和增透膜层，其中n＝1-10。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的增透膜层、(高折射膜层+低折射膜层)×a、(高折射膜层+增透膜层)×b和(高折射膜层+低折射膜层)×c，其中a+c＝2-10，b＝1-5。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述镀膜结构包括由下至上沉积于所述透明柔性基材表面上的(高折射膜层+低折射膜层)×m和增透膜层，其中m＝1-10。

技术总结本发明公开了一种空间太阳电池的封装薄膜及其制备方法，所述空间太阳电池的封装薄膜，其包括透明柔性基材以及沉积于所述透明柔性基材的表面上镀膜结构；所述镀膜结构包括若干低折射膜层、高折射膜层以及增透膜层，所述低折射膜层、高折射膜层和增透膜层沉积层数之和大于3，其中所述低折射膜层的总厚度为582‑639nm，所述高折射膜层的总厚度为180‑258nm，所述增透膜层的总厚度为292‑330nm。本发明所述空间太阳电池的封装薄膜为轻质柔性薄膜并且具有良好的抗紫外性能和透光性，能够在降低航天器的成本的同时提升空间太阳电池阵的转化效率和工作效率。技术研发人员：张文静,沈禛珏,施燕飞,文芳,许佳辉受保护的技术使用者：长三角太阳能光伏技术创新中心技术研发日：技术公布日：2024/8/5