一种耐紫外辐照的空间太阳电池阵封装方法与流程

本发明属于太阳电池封装，尤其涉及一种耐紫外辐照的空间太阳电池阵封装方法。

背景技术：

1、随着空间技术的飞速发展和空间任务的复杂化，对空间太阳能电池的需求不断增加，空间太阳能电池面临着比以往更严峻的挑战，比如更高的转换效率和更好的抗辐射能力。iii-v型多结太阳能电池作为航天器的主要电源，以其高效率和超强抗辐射性能成为当今空间应用的主要热点。近年来，新材料和新结构也不断涌现，构建的新型太阳电池也具有高效率、低成本、轻量化、柔性和高功率质量比等特点，展现了在空间应用的潜力。

2、与地面环境不同，太阳电池在空间服役过程中会暴露在较强的紫外辐照、带电粒子辐射、原子氧等严苛的环境中，导致电池性能快速衰减。为了保证电池的长期稳定运行，需要在电池表面进行封装以屏蔽外界环境。作为太阳电池的辐射防护层，通常采用抗辐照玻璃盖片、透明聚酰亚胺薄膜、赝玻璃盖片等薄膜覆盖在其表面对太阳电池进行防护，电池与表面覆盖膜之间通过粘接胶结合。这些材料具有较好的耐高低温性能和高透光性，因而是空间太阳电池阵封装常用的材料。

3、然而这些封装材料会吸收紫外光并发生降解，在宏观表现为黄变，尤其是使用的粘接胶，在紫外辐照后透光率快速下降，导致电池阵发电量损失。为了提高太阳电池阵的在轨功率输出稳定性，我们采用了一种新的封装方法来封装太阳电池阵，封装膜和粘接胶均能将紫外光透过而具有较好的耐紫外辐照性能，在长时间紫外辐照后仍具有较高的透光率。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐紫外辐照的空间太阳电池阵封装方法。本发明采用透紫外的粘接胶和表面覆盖膜对电池阵进行封装，表面覆盖膜和粘接胶均能够将紫外光透过具有耐紫外辐照性，在太阳电池的吸收波段200-1300nm实现高透光性，在确保太阳电池阵效率不损失的情况下，同时提升电池阵在轨的工作寿命。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明第一方面保护一种耐紫外辐照的空间太阳电池阵封装方法，所述封装方法包括如下步骤：

4、s1：在待封装太阳电池阵的表面涂覆粘接胶，并将基板表面盖设在粘接胶的表面，热固化，得到背面含基板的太阳电池阵；

5、s2：在步骤s1背面含基板的太阳电池阵的正面涂覆粘接胶，将覆盖膜盖设在粘接胶的表面后，热固化，得到封装的太阳电池阵。

6、优选地，所述待封装太阳电池阵包括晶硅太阳电池阵，钙钛矿太阳电池阵，砷化镓太阳电池阵、铜铟镓硒太阳电池阵、晶硅-钙钛矿叠层太阳电池阵、铜铟镓硒-钙钛矿叠层太阳电池阵中的至少一种。

7、优选地，步骤s1、s2中，所述粘接胶为硅树脂，透光率>93％，并且能透过200-400nm的紫外光。

8、优选地，步骤s1、s2中，所述粘接胶耐-100℃～100℃温度交变。

9、优选地，步骤s1、s2中，所述粘接胶的涂覆厚度为10～200μm。

10、优选地，步骤s1、s2中，所述热固化的过程为：先于50～60℃保温20～90min，然后升温至90～100℃，保温20～90min，最后升温至120～180℃，保温20～90min。

11、优选地，步骤s2中，所述覆盖膜的透光率>93％，并且能透过200-400nm的紫外光。

12、优选地，所述覆盖膜的厚度为20～150μm。

13、优选地，所述粘接胶和覆盖膜复合膜均能耐空间紫外光辐照

14、优选地，步骤s2中，所述覆盖膜为透紫外光性能的覆盖膜，所述覆盖膜包括乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、乙烯-三氟氯乙烯共聚物薄膜、全氟乙烯丙烯共聚物薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、聚氟乙烯薄膜、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物薄膜中的至少一种；

15、本发明第二方面保护一种上述第一方面所述封装方法的应用，所述封装方法用于封装空间太阳电池阵。

16、本发明有益的技术效果在于：

17、本发明通过采用乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、全氟乙烯丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物等柔性封装材料，减轻了电池的重量，在机翼工作展开时不容易碎裂，同时这些薄膜具有紫外透过性，与具有紫外透过性的粘接胶协同使用，使得紫外光能够透过封装材料被电池片吸收，增加光子利用率，获得更高的光电转化效率。同时，所采用的封装薄膜和粘接胶均能透过紫外光从而具有较强的耐紫外辐照性能，在长时间紫外辐照下仍具有较高的透光率。

18、本发明采用的封装材料，即覆盖膜和粘接胶，在200-1300nm波段均具有超高的透光率，可广泛用于不同种类的空间太阳电池封装，如砷化镓太阳电池，钙钛矿太阳电池，晶硅太阳电池，晶硅-钙钛矿叠层太阳电池，钙钛矿-钙钛矿叠层太阳电池，铜铟镓硒-钙钛矿叠层太阳电池；尤其可用于不同带隙的太阳电池的封装而对其光电转化效率不会产生明显影响。

19、本发明的封装方法简单，容易实现，且成本低。

技术特征：

1.一种能耐紫外辐照的太阳电池阵封装方法，其特征在于，所述封装方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s1中，所述待封装太阳电池阵包括晶硅太阳电池阵，钙钛矿太阳电池阵，砷化镓太阳电池阵、铜铟镓硒太阳电池阵、晶硅-钙钛矿叠层太阳电池阵、铜铟镓硒-钙钛矿叠层太阳电池阵中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s1、s2中，所述粘接胶为硅树脂，优选地，粘接胶为具有透紫外光、耐紫外辐照的硅橡胶，所述粘接胶的透光率>93％。

4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s1、s2中，所述粘接胶耐-100℃～100℃温度交变。

5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s1、s2中，所述粘接胶的涂覆厚度均为10～200μm。

6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s1、s2中，所述热固化的过程为：先于50～60℃保温20～90min，然后升温至90～100℃，保温20～90min，最后升温至120～180℃，保温20～90min。

7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s2中，所述覆盖膜的透光率>93％，优选地，所述覆盖膜的厚度为20～150μm。

8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述粘接胶和覆盖膜复合膜均能耐空间紫外光辐照。

9.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤s2中，所述覆盖膜为透紫外光性能的覆盖膜，所述覆盖膜包括乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、乙烯-三氟氯乙烯共聚物薄膜、全氟乙烯丙烯共聚物薄膜、聚氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、聚氟乙烯薄膜、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物薄膜中的至少一种。

10.一种权利要求1-9任一项所述封装方法的应用，其特征在于，所述封装方法用于封装空间太阳电池阵。

技术总结本发明公开了一种耐紫外辐照空间太阳电池阵封装方法。本发明采用柔性封装覆盖膜，减轻了电池的重量，机翼工作展开时不易碎裂，同时具有耐紫外辐照性的覆盖膜与粘接胶的协同使用，使太阳电池阵表面覆盖膜和粘接胶在空间紫外辐照下不容易发生黄变，提升电池阵在轨的工作寿命，获得稳定的功率输出。技术研发人员：文芳,张文静,沈禛珏,施燕飞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：2024/8/27