一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源及其制备方法与流程

1.本发明涉及光伏电源技术领域，尤其是涉及一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源及其制备方法。


背景技术：

2.随着未来战争向智能化、信息化、网络化的发展，未来野外供电的方式、装备乃至环境都将发生根本性变化，这将对单兵能源保障系统产生重大影响。陆地单兵特种作战具有野外无依托作战、隐蔽性高、任务时间长、随行用电装备数量较多等特点，因此其对电能源供给的要求较多且要求较高，目前急需一种轻量便携、供电效率高、可持续供电且隐蔽性高的能源装备。
3.目前普遍使用的柴油发电机噪音大、存在尾气污染，且对油料储备有很强的依赖性，其隐蔽性能、环保性能及电力保障性能存在较大的劣势。
4.相比于常规的柴油发电技术，光伏发电由于低碳、环保、无噪音及可独立运行等特点受到广泛关注，然而，常规的太阳能发电系统铺展面积大、结构单一且颜色单一，也不易移动和隐蔽。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源及其制备方法，以解决上述背景中的问题。
6.本发明的第一目的是提供一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其自上而下依次包括：第一保护层、光电转换层和第二保护层；所述第一保护层和所述光电转换层之间设有交联层，所述光电转换层和所述第二保护层之间设有交联层；所述光电转换层为柔性薄膜太阳能电池；所述第一保护层为etfe薄膜；所述第二保护层为防水迷彩布。
7.优选的，所述etfe薄膜上设有迷彩图案，其透光率为70％。
8.优选的，所述etfe薄膜的迷彩图案与所述防水迷彩布的图案一致，所述迷彩图案为丛林迷彩、沙漠迷彩或海洋迷彩。
9.优选的，所述柔性薄膜太阳能电池为砷化镓太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、碲化镉太阳电池、单节钙钛矿太阳电池或多节钙钛矿太阳电池。
10.优选的，所述轻量化隐蔽型柔性光伏电源的厚度不超过4mm。
11.优选的，所述交联层为poe胶膜。
12.优选的，所述etfe薄膜的厚度为25μm，所述poe胶膜的厚度为50μm。
13.本发明的第二目的是提供一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源的制备方法，包括步骤：
14.s1、筛选电池片：筛选表面质量合格的电池片，表面质量合格的标准为无裂痕、无污渍且无刺穿；
15.s2、串联电池片：按照正极与负极连接的原则，利用导电胶与互联银箔依次串联各
电池片，得到电池串；
16.s3、并联电池串：在步骤s2中各电池串的首片正极及尾片负极，利用导电胶粘接互联银箔，利用焊带连接各首片正极上的互联银箔，利用焊带连接各尾片负极上的互联银箔，得到光电转换层；
17.s4、叠层：封装材料由上至下依次为：etfe薄膜、poe胶膜、光电转换层、poe胶膜和防水迷彩布；
18.s5、一体化热层压；
19.s6、裁剪。
20.优选的，步骤s3中，所述etfe薄膜的厚度为25μm，其上设有与所述防水迷彩布一致的迷彩图案，其透光率为70％；所述poe胶膜的厚度为50μm。
21.优选的，步骤s4中，层压温度为120～150℃，进料温度为70～100℃，出料温度为100～134℃，压力为-35kpa，单次层压时间为15min。
22.本发明具有的有益效果是：采用上述技术方案，得到的所述柔性光伏电源的厚度不超过4mm，便携、易转运；可以根据需求设计成各种形状，可以根据需求设计成具有各种迷彩图案的外观，在不同的户外场景中使用，应用范围广；采用一体化热层压技术制作，工序简单耗时少，并能保证所述柔性光伏电源结构的整体性，适于工业生产。
附图说明
23.图1是本发明实施例的结构图。
24.图中：1、etfe薄膜；2、poe胶膜；3、柔性薄膜太阳能电池；4、防水迷彩布。
具体实施方式
25.为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，自上而下依次包括：第一保护层、光电转换层和第二保护层；第一保护层和光电转换层之间设有交联层，光电转换层和第二保护层之间设有交联层，本实施例选择的交联层是厚度为50μm的poe胶膜2；光电转换层为柔性薄膜太阳能电池3；第一保护层为etfe薄膜1,本实施例选择的是设有星空迷彩图案且透光率为70％的etfe薄膜1，选用的etfe薄膜1的厚度为25μm；第二保护层为防水迷彩布4，本实施例中选择的是添加防水图层的星空迷彩布；本实施例所述轻量化隐蔽型柔性光伏电源的厚度不超过4mm。
29.参考附图1，具体结构为：自上而下依次包括：etfe薄膜1、poe胶膜2、柔性薄膜太阳能电池3、poe胶膜2和防水迷彩布4。
30.本发明将第一保护层、交联层、光电转换层、交联层和第二保护层，采用一体化热层压技术封装为一个组件，工艺简单、节省时间，并且可确保整体的密封性，防止光电转换层受到水汽、氧气或酸性气体的侵蚀，降低光电转换层的性能衰减速率，使所述柔性光伏电源能够长时间经受单兵野外严苛条件的损害，延长使用寿命。
31.第一保护层选用设有迷彩图案且透光率为70％的etfe薄膜1，能同时保证光电转换层持续高效率发电，和所述光伏电源的户外隐蔽性。
32.第二保护层选用添加防水图层的迷彩布，对整体起到支撑和保护作用；同时，通过控制第一保护层和第二保护层的迷彩图案一致，以提升所述光伏电源外观的整体一致性，从而提升隐蔽性；可选的迷彩图案包括丛林、沙漠和海洋等，提高所述柔性光伏电池的适用范围。
33.交联层选用poe胶膜2，能够在热层压过程中粘接第一保护层和光电转换层、光电转化层和第二保护层，起到良好的粘接固定作用。
34.光电转换层为柔性薄膜太阳能电池3，起到光电转换的作用，且柔性薄膜太阳能电池3的外形可塑性高，可以根据需求设计成各种形状；通过对各层材料的厚度控制及光电转换层的材料选择，降低所述光伏电源的厚度尺寸，轻量化所述光伏电源，使其更便携、易转运。
35.用于本方案的柔性薄膜太阳能电池3包括但不限于砷化镓太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、碲化镉太阳电池、单节钙钛矿太阳电池和多节钙钛矿太阳电池。
36.以柔性薄膜砷化镓太阳电池为例，具体的制备方法为：
37.s1、筛选电池片：
38.通过蓝光光源照射，筛选出表面质量合格的柔性薄膜砷化镓太阳电池片，表面质量合格的标准为无裂痕、无污渍且无刺穿。
39.s2、串联电池片：
40.在首片电池片负极点涂导电胶，并在该位置粘接互联银箔，在此互联银箔的另一侧使用导电胶粘接第二片电池片的正极，以相同的方法，按照正极与负极连接的原则，利用导电胶与互联银箔依次串联各电池片，得到电池串。
41.s3、并联电池串：
42.在步骤s2中各电池串的首片电池片的正极点涂导电胶，并在该位置粘接互联银箔，将各电池串的首片电池片正极上的互联银箔使用焊带焊接，焊接温度为290℃；
43.在步骤s2中各电池串的尾片电池片的负极点涂导电胶，并在该位置粘接互联银箔，将各电池串的尾片电池片负极上的互联银箔使用焊带焊接，焊接温度为290℃；
44.完成上述操作即可得到柔性薄膜砷化镓太阳电池。
45.s4、叠层：
46.封装材料由上至下依次为：etfe薄膜1、poe胶膜2、步骤s3得到的柔性薄膜砷化镓太阳电池、poe胶膜2和防水迷彩布4；
47.其中etfe薄膜1的厚度为25μm，其上设有星空迷彩图案且透光率为70％；
48.poe胶膜2的厚度为50μm；
49.防水迷彩布4选用2mm
×
2mm的添加防水图层的星空迷彩布。
50.s5、一体化热层压：
51.层压参数：层压温度为120～150℃，进料温度为70～100℃，出料温度为100～134℃，压力为-35kpa，单次层压时间为15min。
52.s6、裁剪：
53.沿电池片的边缘留出2cm～5cm的余量，其余部分裁剪丢弃。
54.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，自上而下依次包括：第一保护层、光电转换层和第二保护层；所述第一保护层和所述光电转换层之间设有交联层，所述光电转换层和所述第二保护层之间设有交联层；所述光电转换层为柔性薄膜太阳能电池；所述第一保护层为etfe薄膜；所述第二保护层为防水迷彩布。2.根据权利要求1所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述etfe薄膜上设有迷彩图案，其透光率为70％。3.根据权利要求2所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述etfe薄膜的迷彩图案与所述防水迷彩布的图案一致，所述迷彩图案为丛林迷彩、沙漠迷彩或海洋迷彩。4.根据权利要求1所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述柔性薄膜太阳能电池为砷化镓太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、碲化镉太阳电池、单节钙钛矿太阳电池或多节钙钛矿太阳电池。5.根据权利要求1所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述轻量化隐蔽型柔性光伏电源的厚度不超过4mm。6.根据权利要求1所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述交联层为poe胶膜。7.根据权利要求6所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源，其特征在于，所述etfe薄膜的厚度为25μm，所述poe胶膜的厚度为50μm。8.一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源的制备方法，其特征在于，包括步骤：s1、筛选电池片：筛选表面质量合格的电池片，表面质量合格的标准为无裂痕、无污渍且无刺穿；s2、串联电池片：按照正极与负极连接的原则，利用导电胶与互联银箔依次串联各电池片，得到电池串；s3、并联电池串：在步骤s2中各电池串的首片正极及尾片负极，利用导电胶粘接互联银箔，利用焊带连接各首片正极上的互联银箔，利用焊带连接各尾片负极上的互联银箔，得到光电转换层；s4、叠层：封装材料由上至下依次为：etfe薄膜、poe胶膜、光电转换层、poe胶膜和防水迷彩布；s5、一体化热层压；s6、裁剪。9.根据权利要求8所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述etfe薄膜的厚度为25μm，其上设有与所述防水迷彩布一致的迷彩图案，其透光率为70％；所述poe胶膜的厚度为50μm。10.根据权利要求8所述的一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源的制备方法，其特征在于，步骤s4中，层压温度为120～150℃，进料温度为70～100℃，出料温度为100～134℃，压力为-35kpa，单次层压时间为15min。

技术总结
本发明提供一种轻量化隐蔽型柔性光伏电源及其制备方法，该光伏电源自上而下依次包括：第一保护层、光电转换层和第二保护层；所述第一保护层和所述光电转换层之间设有交联层，所述光电转换层和所述第二保护层之间设有交联层；所述光电转换层为柔性薄膜太阳能电池；所述第一保护层为ETFE薄膜；所述第二保护层为防水迷彩布。本发明中的轻量化隐蔽型柔性光伏电源便携、易转运，可以适应多种户外环境中的隐蔽需求，并可根据需要设计成不同的形状。并可根据需要设计成不同的形状。并可根据需要设计成不同的形状。


技术研发人员：刘新 李钏 钟豪 贾子熙 张洪溪 仇海波 张卫康
受保护的技术使用者：中电科蓝天科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/21