[发明专利]囊皮及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及浮空器制造，具体而言，涉及一种囊皮及其制作方法。

背景技术

平流层浮空器是随着科学技术不断发展起来的一种新型近空间多功能飞行平台。它不同于飞行在航空层中的飞机、低空浮空器，也不同于工作在低轨道上的卫星，它有非常广泛的军事及民用价值，例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。

囊皮作为浮空器的主要结构，其性能的高低直接影响了浮空器的应用性能。此外，浮空器的能量来源通常为太阳能电池，现有的用于浮空器的太阳能电池通常为设置于吊舱内或悬挂于吊舱外的太阳能电池板。然而，在浮空器需要的能量较大时，通常需要增加太阳能电池板的面积，增大了浮空器的总载荷，不利于浮空器在临近空间的长期飞行。而对于目前的临近空间的浮空器来说，在临近空间的飞行时间是制约其应用的瓶颈问题，也是浮空器研究中急需解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种囊皮及其制作方法，以解决现有技术中浮空器载荷较重的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种囊皮的制作方法，其包括以下步骤：在耐候层的一侧表面上原位生长柔性太阳能电池薄膜，形成预备层；将预备层、胶膜与承力层依次叠置并热压，形成囊皮；其中胶膜远离预备层中的耐候层。

进一步地，在耐候层的一侧表面上原位生长柔性太阳能电池薄膜的步骤包括：按照远离耐候层的方向，在耐候层的一侧表面上依次形成底电极、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明导电层、上电极及减反射膜，从而形成柔性太阳能电池薄膜层。

进一步地，耐候层的材料为PET树脂或ETFE树脂。

进一步地，胶膜的材料为热塑性聚氨酯胶水、聚酯胶水或EVA胶水。

进一步地，在耐候层的一侧表面上原位生长柔性太阳能电池薄膜的步骤之前，还包括以下步骤：通过化学气相沉积法在基材表面形成石墨烯预备层；将热剥离型胶带粘结在石墨烯预备层表面上，然后刻蚀以去除基材，得到预处理胶带；将预处理胶带粘结在耐候层的欲设置柔性太阳能电池薄膜一侧的表面上，且使石墨烯预备层与耐候层相邻，在95～150℃温度下 热处理5～10min，剥离预处理胶带中的热剥离型胶带，形成具有石墨烯层的耐候层；其中，基材为铜板或铝板。

进一步地，在耐候层的一侧表面上原位生长柔性太阳能电池薄膜的步骤之前，还包括以下步骤：通过化学气相沉积法在耐候层的欲设置柔性太阳能电池薄膜一侧的表面上沉积石墨烯层。

进一步地，在耐候层的一侧表面上原位生长柔性太阳能电池薄膜的步骤之前，还包括以下步骤：将PET或ETFE与石墨烯进行共混，得到共混料；将共混料拉膜成型，形成耐候层；耐候层中石墨烯的含量为10～35wt％。

进一步地，将预备层、胶膜与承力层依次叠置并热压的步骤之前，还包括以下步骤：在热塑性聚氨酯胶水、聚酯胶水或EVA胶水中加入石墨烯，形成石墨烯改性胶水；将石墨烯改性胶水涂覆在预备层的远离耐候层一侧的表面上，形成胶膜与预备层的复合结构；或者，将石墨烯改性胶水涂覆在承力层一侧的表面上，形成胶膜与承力层的复合结构。

进一步地，热压的步骤中，热压温度为80～180℃，压力为0.1～1MPa，热压时间为10～180min。

进一步地，承力层为PBO织物层、芳纶纤维织物层或聚乙烯纤维织物层。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种囊皮，该囊皮包括依序相邻设置的耐候层：耐候层、柔性太阳能电池薄膜、胶膜及承力层，所述柔性太阳能电池薄膜为通过原位生长的方法形成于耐候层表面。

进一步地，柔性太阳能电池薄膜依序包括底电极、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明导电层、上电极及减反射膜，且底电极与耐候层相接触，减反射膜与胶膜相接触。

进一步地，耐候层为PET树脂层或ETFE树脂层。

进一步地，胶膜为热塑性聚氨酯胶膜、聚酯胶膜或EVA胶膜。

进一步地，耐候层和柔性太阳能电池薄膜之间还设置有石墨烯层。

进一步地，石墨烯层的厚度为0.35～100nm。

进一步地，耐候层为石墨烯改性PET树脂层或石墨烯改性ETFE树脂层。

进一步地，胶膜为石墨烯改性热塑性聚氨酯胶膜、石墨烯改性聚酯胶膜或石墨烯改性EVA胶膜。

进一步地，承力层为PBO织物层、芳纶纤维织物层或聚乙烯纤维织物层。

进一步地，耐候层的厚度为10～50μm，和/或承力层的厚度为80～200μm。