一种分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置的制作方法

本发明涉及新能源系统领域，尤其涉及分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置。

背景技术：

1、薄膜太阳电池具有轻质、易于弯曲等特点，使其在平流层飞艇、无人机等弯曲表面以及深空探测、大功率电推进系统等对太阳电池阵有高比功率需求的飞行器上具有极高的应用价值。但在薄膜太阳电池组件工艺过程中，弯曲特性给电池精确转移定位带来了极大挑战。

2、通常刚性砷化镓电池在进行串联焊接之前，进行了前表面封装保护，而聚酯膜衬底薄膜太阳电池电极在电池膜面的同侧，需先进行电池串联焊接。由于电池自身应力，导致薄膜太阳电池弯曲异向，在不采取任何措施的情况下，进行薄膜太阳电池串转移，将会对焊接点产生拉扯、导致焊接点可靠性降低。

3、进行薄膜太阳电池串转移，通常采用热剥离、紫外剥离膜支撑，由于薄膜电池串较长且存在电池间互联片和间隙，支撑膜贴敷平整贴敷困难，在电池串贴敷后，由于背面胶贴局部漏胶，导致支撑膜与底胶粘连，使得支撑膜不能完全剥离，或者剥离过程中对电池及互联片带来破坏。因此，亟需一种高平面度支撑结构，解决薄膜太阳电池串的转移损失。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术存在的不足，提供了一种柔性薄膜电池串高平面度无损转移装置，实现柔性薄膜太阳电池串高平面度转移，提升电池串定位精度，减少低对电池串间互联片的拉扯，大幅提升柔性薄膜电池组件制备成品率，促进柔性薄膜太阳电池空间工程应用。

2、具体的，针对空间用全柔性薄膜太阳电池组件制备过程中存在的问题，设计一种可移动式柔性薄膜电池串高平面度无损转移装置，通过调节细密吸附模块内、外腔室的压力，可通过对具有一定弯曲度薄膜电池应力调节，实现对薄膜电池的高平面度无损吸附，实现通过电池正面无损转移。

3、本发明的技术解决方案是：

4、一种分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，其包括两个真空发生模块、结构架、真空吸附模块、缓冲层，所述真空发生模块和真空吸附模块安装在结构架上，所述结构架包含真空发生装置安装接口、两套真空气路、吸附模块安装接口，所述真空吸附模块包含吸附腔室、吸附面板，所述吸附腔室包括叠套的两个腔室，所述两套真空气路的一端分别连接两个真空发生模块，另一端分别连接所述真空吸附模块的两个腔室，所述缓冲层设置在所述吸附面板表面。

5、进一步的是，所述叠套的两个腔室是指腔室内中间区域内置更小范围的小腔室，由此分为外腔室和内腔室，外腔室和内腔室的负压压力可以分别调节。

6、进一步的是，所述吸附面板为细密吸附面板，尺寸略小于电池尺寸，所述细密吸附面板包含吸附孔。

7、进一步的是，所述缓冲层为硅橡胶缓冲层，敷贴于吸附面板表面，所述硅橡胶缓冲层上设计有通孔，与吸附面板上的真空吸附孔位置相同。

8、进一步的是，所述真空吸附模块为多个，所述两套真空气路的一端分别连接两个真空发生模块，另一端分为多路，分别连接多个所述真空吸附模块的两个腔室。

9、进一步的是，所述吸附模块采取独立模块结构，根据电池串数量调节模块的数量、间距。

10、进一步的是，所述真空发生模块采用可充电式小型真空发生器，负压范围可调，最小负压为-0.088mpa。

11、进一步的是，所述缓冲层的外围及腔室分区位置上采用凸台设计。

12、进一步的是，所述真空发生模块包括小型真空发生器一2和小型真空发生器二3，所述结构架为轻质铝合金框架1，所述轻质铝合金框架1上方预留真空发生器安装接口一4和真空发生器安装接口二5，分别安装连接小型真空发生器一2和小型真空发生器二3，所述轻质铝合金框架1下方预留多个吸附模块安装接口8，所述真空吸附模块为多个高平面度吸附模块9，每个高平面度吸附模块9均通过吸附模块安装接口8与轻质铝合金框架1物理连接固定。

13、进一步的是，所述轻质铝合金框架1具有真空气路一6和真空气路二7，一端分别与真空发生器安装接口一4和真空发生器安装接口二5连通，另一端分为多路，分别与多个高平面度吸附模块9气路连通。

14、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

15、本发明采用分区域叠套负压吸附方式，通过调节吸附模块内外压力，匹配柔性薄膜太阳电池弯曲应力，实现柔性薄膜太阳电池串高平面度吸附转移，提升电池布片定位精度，避免转移过程中对电池串间互联片的拉扯，大幅提升柔性薄膜电池组件制备成品率，促进柔性太阳电池空间工程应用。

技术特征：

1.一种分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，其包括两个真空发生模块、结构架、真空吸附模块、缓冲层，所述真空发生模块和真空吸附模块安装在结构架上，所述结构架包含真空发生装置安装接口、两套真空气路、吸附模块安装接口，所述真空吸附模块包含吸附腔室、吸附面板，所述吸附腔室包括叠套的两个腔室，所述两套真空气路的一端分别连接两个真空发生模块，另一端分别连接所述真空吸附模块的两个腔室，所述缓冲层设置在所述吸附面板表面。

2.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述叠套的两个腔室是指腔室内中间区域内置更小范围的小腔室，由此分为外腔室和内腔室，外腔室和内腔室的负压压力可以分别调节。

3.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述吸附面板为细密吸附面板，尺寸略小于电池尺寸，所述细密吸附面板包含吸附孔。

4.根据权利要求3所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述缓冲层为硅橡胶缓冲层，敷贴于吸附面板表面，所述硅橡胶缓冲层上设计有通孔，与吸附面板上的真空吸附孔位置相同。

5.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述真空吸附模块为多个，所述两套真空气路的一端分别连接两个真空发生模块，另一端分为多路，分别连接多个所述真空吸附模块的两个腔室。

6.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述吸附模块采取独立模块结构，根据电池串数量调节模块的数量、间距。

7.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述真空发生模块采用可充电式小型真空发生器，负压范围可调，最小负压为-0.088mpa。

8.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述缓冲层的外围及腔室分区位置上采用凸台设计。

9.根据权利要求1所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述真空发生模块包括小型真空发生器一(2)和小型真空发生器二(3)，所述结构架为轻质铝合金框架(1)，所述轻质铝合金框架(1)上方预留真空发生器安装接口一(4)和真空发生器安装接口二(5)，分别安装连接小型真空发生器一(2)和小型真空发生器二(3)，所述轻质铝合金框架(1)下方预留多个吸附模块安装接口(8)，所述真空吸附模块为多个高平面度吸附模块(9)，每个高平面度吸附模块(9)均通过吸附模块安装接口(8)与轻质铝合金框架(1)物理连接固定。

10.根据权利要求9所述的分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，所述轻质铝合金框架(1)具有真空气路一(6)和真空气路二(7)，一端分别与真空发生器安装接口一(4)和真空发生器安装接口二(5)连通，另一端分为多路，分别与多个高平面度吸附模块(9)气路连通。

技术总结
本发明提供了一种分区应力调节式柔性薄膜电池串无损转移装置，其特征在于，包括两个真空发生模块、结构架、真空吸附模块、缓冲层，所述真空发生模块和真空吸附模块安装在结构架上，所述结构架包含真空发生装置安装接口、两套真空气路、吸附模块安装接口，所述真空吸附模块包含吸附腔室、吸附面板，所述吸附腔室包括叠套的两个腔室，所述两套真空气路的一端分别连接两个真空发生模块，另一端分别连接真空吸附模块的两个腔室，所述缓冲层设置在所述吸附面板表面。本发明实现柔性薄膜太阳电池串高平面度吸附转移，提升电池布片定位精度，避免转移过程中对电池串间互联片的拉扯，大幅提升柔性薄膜电池组件制备成品率，促进柔性太阳电池空间工程应用。

技术研发人员：马宁华,徐建明,蒋帅,翟晗,郑通,周丽华,王训春,吴敏
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24