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聚酰亚胺薄膜在太阳能电池中的应用
发布时间:2014-10-08  人气:87  本文链接:www.dgkapton.com/cat-1/78.html

应用于空间的柔性薄膜太阳能电池,除要求其重量轻,在处于低-高温环境以及遇剧烈震动情况时仍能保持其良好的机电特性。并且,要有良好的抗辐射能力,它决定了飞行器、航天器、卫星的寿命。所以,其电池基板唯有选用聚酰亚胺类薄膜。

中国科学院上海技术物理研究所的褚君浩等人于2008年2月20日公开了他们关于用于空间的双结柔性叠层薄膜太阳能电池的发明。该太阳能电池是由在柔性复合衬底上通过磁控溅射法生成两个子电池串联而成的。其柔性复合衬底是由透明聚酰亚胺薄膜构成的,是在聚酰亚胺薄膜的一个侧面上以溶胶-凝胶法依次排列生成的SiO2-TiO2或TiO2-ZrO2宽带增透膜、抗臭氧腐蚀的多面体低聚倍半硅氧烷层组成。在聚酰亚胺薄膜的另一个侧面上,依次排列着两个子电池(上子电池和下子电池)。采用了聚酰亚胺薄膜的该发明太阳能电池,由于采用以上结构组成,增加了光的透过率,增加了抗臭氧能力,提高了对太阳光谱的利用率,从而提高了光电转化效率。

2011年5月26日UBE公司的山口裕章等人公开了他们的适用于CIS型太阳能电池基板的聚酰亚胺薄膜的发明。构成该薄膜的聚酰亚胺树脂是由3,3′,4,4′-联苯四酸二酐作为芳香族四羧酸二酐的主要成份,以对苯二胺作为芳香族二胺的主要成份。

近年来,光电转换效率高的CIS电池越发引起人们的关注。以往,选用碱性玻璃作为CIS型电池的基板。后来,从重量轻和柔软性角度出发柔性基板比玻璃基板具有更广泛的用途。柔性基板还有一个优点就是适于大批量生产。但是,使用以往的聚酰亚胺薄膜,与玻璃基板相比其光电转换率有下降的趋势。因此,不适于用作CIS太阳能电池的基板。

该发明聚酰亚胺薄膜具有极高的耐热性和尺寸稳定性。即使在薄膜的两面直接设置金属层,在高温下进行热处理的情况下也具有优良的尺寸稳定性。并具有良好的耐折性等优良的机械特性。极适于用作光电转换率高的CIS型太阳能电池柔性基板。

该发明聚酰亚胺薄膜的制造是使由3,3′,4,4′-联苯四酸二酐作为芳香族四羧酸二酐的主要成份的四羧酸二酐和以对苯二胺作为芳香族二胺的主要成份的二胺在溶剂中反应,制造出聚酰亚胺前体溶液。然后,将其在支持体上流延、涂布形成具有自支持性的聚酰亚胺前体凝胶膜。在此制膜工程中,由聚酰亚胺前体凝胶膜的重量减去酰亚胺化后的聚酰亚胺薄膜的重量而构成的重量减少率为36%~39%。