太阳能电池柔性盖板及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池盖板技术领域，特别涉及一种太阳能电池柔性盖板材料及其制备方法。

背景技术：

太阳能作为一种绿色能源，具有取之不尽用之不竭的优点。太阳能已在工业、农业、航空航天等领域获得广泛应用。在太阳能电池表面覆盖盖板，保护太阳能电池免受高能射线和高能粒子的辐射和轰击，从而延长太阳能电池的使用寿命。

目前，太阳能电池盖片均为耐辐照玻璃片，如耐辐照硼硅酸盐玻璃等。现有技术中对于耐辐照玻璃及其制备方法多有提及。然而，由于玻璃是一种脆性材料，玻璃盖片在太阳能电池运动过程中经常发生破碎，使太阳能电池裸露在高能空间粒子中，导致空间电子设备损坏，严重影响了空间设备的正常工作，甚至造成空间设备毁坏等情况。因此，解决太阳能电池盖板易破碎的问题迫在眉睫。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种太阳能电池柔性盖板及其制备方法，主要目的是解决太阳能电池盖板易破碎的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种太阳能电池柔性盖板，所述盖板以玻璃微珠为分散相，以橡胶材料为连续相，所述玻璃微珠和橡胶材料的质量比为(0.1～10):1。

作为优选，所述玻璃微珠粒径小于等于40μm。

作为优选，所述玻璃微珠粒径为10～30μm。

作为优选，所述玻璃微珠为空间耐辐照玻璃微珠，所述橡胶材料为空间耐辐照橡胶材料。

作为优选，所述玻璃微珠由如下质量百分含量的氧化物组成：10～70％的SiO₂，0～30％的X₂O，0～20％的YO，0～5％的Al₂O₃，5～20％的Tb₂O₃，0～15％的B₂O₃，1～5％的Gd₂O₃和0.1～10％的CeO₂，其中，X₂O为Li₂O、Na₂O和K₂O中的至少一种，所述YO为BaO、SrO、ZnO、MgO、CaO中的一种或多种。

作为优选，所述玻璃微珠由如下质量百分含量的组分组成：

50～65％的SiO₂，10～20％的X₂O，5～15％的YO，1～2％的Al₂O₃，9～15％的Tb₂O₃，3～10％的B₂O₃，2～5％的Gd₂O₃和0.2～3.0％的CeO₂。

作为优选，所述玻璃微珠由如下质量百分含量的组分组成：

55～60％的SiO₂，15～20％的X₂O，5～10％的YO，1～1.5％的Al₂O₃，10～15％的Tb₂O₃，5～8％的B₂O₃，4～5％的Gd₂O₃和0.2～1.0％的CeO₂。

作为优选，所述玻璃微珠为实心微珠。

作为优选，所述玻璃微珠可以通过粉末法、溶液法或火焰漂浮法等制备得到。

作为优选，所述盖板的厚度≤0.15mm，所述盖板在400～2000nm光波段的平均透过率≥80％。

作为优选，所述橡胶材料为空间级加成型室温硫化硅橡胶。具体的可以是美国DC93-500和德国RTV-S691中的任意一种。

作为优选，所述盖板经过累计剂量为1×10¹⁵e/cm²电子辐照后，透过率衰减小于等于0.35％。

另一方面，本发明实施例提供了一种上述实施例的太阳能电池柔性盖板的制备方法，将原料按比例混合均匀；在太阳能电池片上流延成型，并经过100～200℃烘干0.1～24小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的柔性盖板以玻璃微珠为分散相，以橡胶材料的粘结剂为连续相，同时兼具高透过率、优异的抗辐照性能和可任意弯卷等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如无特殊说明，本发明实施例中的百分含量均为质量百分数。

实施例1

玻璃微珠的制备：按59％的SiO₂，20％的K₂O，5％的BaO，1.5％的Al₂O₃，10％的Tb₂O₃，4％的Gd₂O₃和0.5％的CeO₂配比进行称量和混合，形成混合料。将混合料在1550℃铂金坩埚中熔化4小时形成玻璃液，在熔化过程中，采用铂金搅拌器对玻璃液进行搅拌排除气泡，搅拌转速50r/min，搅拌后将玻璃液于1450℃澄清处理6小时，将玻璃液倒入室温水箱得到耐辐照玻璃碎块。将玻璃碎块经高能球磨机研磨8小时后的到耐辐照玻璃微粉。将玻璃颗粒送入高温炉火焰中，在火焰的作用下，玻璃微粉颗粒软化、熔融、珠化、冷却固化得到粒径范围为10μm～40μm的实心耐辐照玻璃微珠。

珠胶体的制备：称取2kg耐辐照玻璃微珠和1kg美国DC93-500，在玛瑙研钵内混合并充分搅拌均匀，静置8小时，排净因搅拌引起的气泡，得到珠胶体。

柔性盖板的制备：将上述珠胶体在自制的流延机上流延成型，得到厚度为0.12mm，长*宽为200×200mm的柔性盖板坯料，移入150℃的马弗炉保温8小时，然后随炉冷却，即可得到一张超薄柔性耐辐照盖板材料，其各项性能见表1。

实施例2

实施例2的玻璃微珠的成份和制备方法、珠胶体的配比和制备方法，以及柔性盖板的制备过程都与实施例1相同，不同之处是硫化硅橡胶采用德国RTV-S691，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。

实施例3

除了玻璃微珠成份与实施例1不同之外，实施例3与实施例1的制备过程一样，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。实施例3的玻璃微珠成分为：57％SiO₂，19.5％K₂O，5％BaO，1.5％Al₂O₃，10％Tb₂O₃，4％Gd₂O₃和3％CeO₂。

实施例4

实施例4的珠胶比是1：1，微珠的成份与实施例1相同，胶体为美国DC93-500，其它制备过程和实施例1相同，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。

实施例5

实施例5的珠胶比是1：1，微珠的成份与实施例1相同，胶体为德国RTV-S691，其它制备过程和实施例1相同，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。

实施例6

除了玻璃微珠成份与实施例1不同之外，实施例6与实施例1的制备过程一样，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。实施例6的玻璃微珠成分为：57％SiO₂，2.5％K₂O，7％Li₂O，10％Na₂O，5％BaO，1.5％Al₂O₃，10％Tb₂O₃，4％Gd₂O₃和3％CeO₂，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。

实施例7

除了玻璃微珠成份与实施例1不同之外，实施例6与实施例1的制备过程一样，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。实施例6的玻璃微珠成分为：51.5％SiO₂，25％Na₂O，5％BaO，1.5％Al₂O₃，10％Tb₂O₃，4％Gd₂O₃和3％CeO₂，所制备得到的超薄柔性耐辐照盖板材料各项性能见表1。

表1玻璃微珠组份、珠胶比、制备工艺参数和盖板材料各项性能

上述实施例中给出了几种耐辐照性能好的玻璃微珠来制备柔性盖板，并不排除其他原料组成或其他配比的原料得到的玻璃微珠。当然，优选为耐辐照玻璃微珠。本发明实施例中的玻璃微珠可以通过粉末法、溶液法或火焰漂浮法等制备得到。也可市购适当的玻璃微珠。

本发明实施例中对玻璃微珠的粒径无特殊要求。但优选为不大于40μm，特别是玻璃微珠的粒径在10-30μm之间或以该粒径范围的玻璃微珠主时，得到的柔性盖板将有较高的透过率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。