[發(fā)明專利]一種在浮空器囊體上集成柔性鈣鈦礦太陽能電池的方法

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• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107819075A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 鄧噸英
• 申請（專利權）人: 長沙新材料產業(yè)研究院有限公司
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/48;H02S20/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 郭立中

技術領域：

本發(fā)明涉及一種在浮空器囊體上集成柔性鈣鈦礦太陽能電池的方法，屬于航天航空設備領域。

背景技術

根據(jù)使用環(huán)境，浮空器分為對流層浮空器（包括系留艇、飛艇等）和平流層浮空器（包括平流層飛艇、自由漂浮氣球等）。

對流層浮空器一般采用蓄電池或者發(fā)電機組作為飛行中使用的能源，平流層浮空器一般采用蓄電池或者太陽能電池板作為飛行時使用的能源。無論是蓄電池、發(fā)電機組還是太陽能電池板，均存在重量大、能量密度低、高空中效率低等缺點。因此，能源問題是制約浮空器尤其是平流層浮空器發(fā)展的巨大障礙。

由于浮空器具有囊體表面積大、受光照面積大的特點，若能將太陽能薄膜電池與傳統(tǒng)的囊體材料集成在一起，使得飛艇結構與能源裝置實現(xiàn)一體化，將對浮空器的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種在浮空器囊體上集成柔性鈣鈦礦太陽能電池的方法，以在實現(xiàn)浮空器結構與能源裝置一體化的同時，降低浮空器結構重量。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：一種在浮空器囊體上集成柔性鈣鈦礦太陽能電池的方法，包括如下步驟：

S1、直接在浮空器囊體蒙皮材料表面制作柔性鈣鈦礦太陽能電池，或者將預先制作的柔性鈣鈦礦太陽能電池固定在浮空器囊體蒙皮材料表面；

S2、封裝。

S1中，直接在浮空器囊體蒙皮材料表面制作柔性鈣鈦礦太陽能電池時，在蒙皮材料表面依次印刷鈣鈦礦太陽能電池的陽極、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極。

所述印刷方式包括噴墨印刷、凹版印刷、柔版印刷及絲網印刷中的一種或多種。

S1中，在將預先制作的柔性鈣鈦礦太陽能電池固定在浮空器囊體蒙皮材料表面時，通過粘接劑將預制的柔性鈣鈦礦太陽能電池粘接于浮空器囊體蒙皮材料表面。

所述浮空器囊體蒙皮材料包括阻氦層、承力層、融合層、粘結層、主結構層及阻氣層。

所述柔性鈣鈦礦太陽能電池還包括柔性襯底，柔性襯底上依次印刷有鈣鈦礦太陽能電池的陽極、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極，優(yōu)選地，所述柔性襯底由PET（Polyethylene terephthalate）、PI（Polyimide）、柔性玻璃中的一種或多種制成。

S2中，封裝時，在柔性鈣鈦礦太陽能電池的表面和/或側面涂覆或者濺射封裝層。優(yōu)選地，在柔性鈣鈦礦太陽能電池的表面和側面涂覆或者濺射封裝層。

所述封裝層為氧化硅層和/或氮化硅層。

基于同一個發(fā)明構思，本發(fā)明還提供一種浮空器囊體，所述浮空器囊體表面集成有柔性鈣鈦礦太陽能電池。

優(yōu)選地，所述浮空器囊體表面通過上述方法集成有柔性鈣鈦礦太陽能電池。

基于同一個發(fā)明構思，本發(fā)明還提供一種浮空器，包括浮空器囊體，所述浮空器囊體表面集成有柔性鈣鈦礦太陽能電池。優(yōu)選地，所述浮空器囊體表面通過上述方法集成有柔性鈣鈦礦太陽能電池。

進一步地，所述柔性鈣鈦礦太陽能電池直接在囊體材料上制備，或者固定在囊體表面。

進一步地，所述柔性鈣鈦礦太陽能電池通過粘接劑固定于囊體表面。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1. 柔性電池與傳統(tǒng)的囊體材料集成在一起，使得浮空器結構與能源裝置實現(xiàn)一體化；

2. 在囊體材料上集成柔性鈣鈦礦太陽能電池，無需搭載重量較大的太陽能硅晶板等部件，使得浮空器重量減輕；

3. 浮空器囊體材料上集成柔性電池后，浮空器可以折疊發(fā)射；

4. 使用氧化硅和氮化硅無機-無機的薄膜封裝方法，阻水、阻氧以及耐紫外線性能更好，使得鈣鈦礦太陽能電池的使用壽命達到五年以上。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

在浮空器囊體蒙皮材料表面制作鈣鈦礦太陽能電池，使用噴墨印刷鈣鈦礦太陽能電池的陽極、凹版印刷其空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極。在電池的陽極、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極的末端和陰極表面分別濺射氧化硅層和氮化硅層進行封裝。

實施例2

在柔性襯底材料上使用噴墨印刷鈣鈦礦太陽能電池的陽極、凹版印刷其空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極。使用粘結劑將上述制作的鈣鈦礦太陽能電池貼合在囊體蒙皮材料表面。在電池的陽極、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和陰極的末端和陰極表面分別濺射氧化硅層和氮化硅層進行封裝。