本發(fā)明涉及浮空器制造，具體而言，涉及一種囊皮及其制作方法。

背景技術(shù)：

平流層浮空器是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展起來(lái)的一種新型近空間多功能飛行平臺(tái)。它不同于飛行在航空層中的飛機(jī)、低空浮空器，也不同于工作在低軌道上的衛(wèi)星，它有非常廣泛的軍事及民用價(jià)值，例如在導(dǎo)彈防御、反恐、通信、遙感、空間觀測(cè)和大氣測(cè)量等方面都具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

囊皮作為浮空器的主要結(jié)構(gòu)，其性能的高低直接影響了浮空器的應(yīng)用性能。此外，浮空器的能量來(lái)源通常為太陽(yáng)能電池，現(xiàn)有的用于浮空器的太陽(yáng)能電池通常為設(shè)置于吊艙內(nèi)或懸掛于吊艙外的太陽(yáng)能電池板。然而，在浮空器需要的能量較大時(shí)，通常需要增加太陽(yáng)能電池板的面積，增大了浮空器的總載荷，不利于浮空器在臨近空間的長(zhǎng)期飛行。而對(duì)于目前的臨近空間的浮空器來(lái)說(shuō)，在臨近空間的飛行時(shí)間是制約其應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題，也是浮空器研究中急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種囊皮及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中浮空器載荷較重的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種囊皮的制作方法，其包括以下步驟：在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，形成預(yù)備層；將預(yù)備層、膠膜與承力層依次疊置并熱壓，形成囊皮；其中膠膜遠(yuǎn)離預(yù)備層中的耐候?qū)印?/p>

進(jìn)一步地，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟包括：按照遠(yuǎn)離耐候?qū)拥姆较?，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上依次形成底電極、光吸收層、緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，從而形成柔性太陽(yáng)能電池薄膜層。

進(jìn)一步地，耐候?qū)拥牟牧蠟閜et樹(shù)脂或etfe樹(shù)脂。

進(jìn)一步地，膠膜的材料為熱塑性聚氨酯膠水、聚酯膠水或eva膠水。

進(jìn)一步地，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在基材表面形成石墨烯預(yù)備層；將熱剝離型膠帶粘結(jié)在石墨烯預(yù)備層表面上，然后刻蝕以去除基材，得到預(yù)處理膠帶；將預(yù)處理膠帶粘結(jié)在耐候?qū)拥挠O(shè)置柔性太陽(yáng)能電池薄膜一側(cè)的表面上，且使石墨烯預(yù)備層與耐候?qū)酉噜?，?5～150℃溫度下 熱處理5～10min，剝離預(yù)處理膠帶中的熱剝離型膠帶，形成具有石墨烯層的耐候?qū)?；其中，基材為銅板或鋁板。

進(jìn)一步地，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在耐候?qū)拥挠O(shè)置柔性太陽(yáng)能電池薄膜一側(cè)的表面上沉積石墨烯層。

進(jìn)一步地，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：將pet或etfe與石墨烯進(jìn)行共混，得到共混料；將共混料拉膜成型，形成耐候?qū)樱荒秃驅(qū)又惺┑暮繛?0～35wt％。

進(jìn)一步地，將預(yù)備層、膠膜與承力層依次疊置并熱壓的步驟之前，還包括以下步驟：在熱塑性聚氨酯膠水、聚酯膠水或eva膠水中加入石墨烯，形成石墨烯改性膠水；將石墨烯改性膠水涂覆在預(yù)備層的遠(yuǎn)離耐候?qū)右粋?cè)的表面上，形成膠膜與預(yù)備層的復(fù)合結(jié)構(gòu)；或者，將石墨烯改性膠水涂覆在承力層一側(cè)的表面上，形成膠膜與承力層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，熱壓的步驟中，熱壓溫度為80～180℃，壓力為0.1～1mpa，熱壓時(shí)間為10～180min。

進(jìn)一步地，承力層為pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種囊皮，該囊皮包括依序相鄰設(shè)置的耐候?qū)樱耗秃驅(qū)?、柔性太?yáng)能電池薄膜、膠膜及承力層，所述柔性太陽(yáng)能電池薄膜為通過(guò)原位生長(zhǎng)的方法形成于耐候?qū)颖砻妗?/p>

進(jìn)一步地，柔性太陽(yáng)能電池薄膜依序包括底電極、光吸收層、緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，且底電極與耐候?qū)酉嘟佑|，減反射膜與膠膜相接觸。

進(jìn)一步地，耐候?qū)訛閜et樹(shù)脂層或etfe樹(shù)脂層。

進(jìn)一步地，膠膜為熱塑性聚氨酯膠膜、聚酯膠膜或eva膠膜。

進(jìn)一步地，耐候?qū)雍腿嵝蕴?yáng)能電池薄膜之間還設(shè)置有石墨烯層。

進(jìn)一步地，石墨烯層的厚度為0.35～100nm。

進(jìn)一步地，耐候?qū)訛槭└男詐et樹(shù)脂層或石墨烯改性etfe樹(shù)脂層。

進(jìn)一步地，膠膜為石墨烯改性熱塑性聚氨酯膠膜、石墨烯改性聚酯膠膜或石墨烯改性eva膠膜。

進(jìn)一步地，承力層為pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層。

進(jìn)一步地，耐候?qū)拥暮穸葹?0～50μm，和/或承力層的厚度為80～200μm。

本發(fā)明提供的上述制作方法中，將囊皮的耐候?qū)优c承力層與柔性太陽(yáng)能電池薄膜層進(jìn)行了整合，即柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形。使用該方法制作的囊皮可以直接接受太陽(yáng)光的 照射并將光能轉(zhuǎn)化為電能，且由于囊皮表面積相對(duì)比較大，特別是進(jìn)入到臨近空間時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的浮空器所攜帶的太陽(yáng)能電池板的面積要大得多，因此可以大大提高浮空器的電能供給。同時(shí)，由于柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形，太陽(yáng)能電池的固定更加牢固，省去了太陽(yáng)能電池從浮空器脫離或脫落等的后顧之憂。且由于柔性太陽(yáng)能電池為薄膜結(jié)構(gòu)，重量輕，大大減少浮空器的載荷。此外，更為重要的是，上述制作方法是在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，這進(jìn)一步省略了二者之間利用熱壓結(jié)合的膠層以及傳統(tǒng)工藝中制作柔性太陽(yáng)能電池薄膜的基底層，使得所形成的囊皮更輕，能夠進(jìn)一步減少浮空器的載荷，提高其在臨近空間中的飛行時(shí)間。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式中的囊皮的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式中的囊皮的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

正如背景技術(shù)部分所描述的，現(xiàn)有的浮空器因載荷較重，在臨近空間的飛行時(shí)間通常較短。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種囊皮的制作方法，其包括以下步驟：在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，形成預(yù)備層；將預(yù)備層、膠膜與承力層依次疊置并熱壓，形成囊皮；其中膠膜遠(yuǎn)離預(yù)備層中的耐候?qū)印?/p>

本發(fā)明提供的上述制作方法中，將囊皮的耐候?qū)优c承力層與柔性太陽(yáng)能電池薄膜層進(jìn)行了整合，即柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形。使用該方法制作的囊皮可以直接接受太陽(yáng)光的照射并將光能轉(zhuǎn)化為電能，且由于囊皮表面積相對(duì)比較大，特別是進(jìn)入到臨近空間時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的浮空器所攜帶的太陽(yáng)能電池板的面積要大得多，因此可以大大提高浮空器的電能供給。同時(shí)，由于柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形，太陽(yáng)能電池的固定更加牢固，省去了太陽(yáng)能電池從浮空器脫離或脫落等的后顧之憂。且由于柔性太陽(yáng)能電池為薄膜結(jié)構(gòu)，重量輕，大大減少浮空器的載荷。此外，更為重要的是，上述制作方法是在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，這進(jìn)一步省略了二者之間利用熱壓結(jié)合的膠層以及傳統(tǒng)工藝中制作柔性太陽(yáng)能電池薄膜的基底層，使得所形成的囊皮更輕(能夠使其面密度進(jìn)一步減少70～140g/m²)，能夠進(jìn)一步減少浮空器的載荷，提高其在臨近空間中的飛行時(shí)間。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟包括：按照遠(yuǎn)離耐候?qū)拥姆较颍谀秃驅(qū)拥囊粋?cè)表面上依次形成底電極、光吸收層、緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，從而形成柔性太陽(yáng)能電池薄膜層。

具體地，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上制作的柔性太陽(yáng)能電池薄膜層可以為銅銦硒(cis)或銅銦鎵硒(cigs)電池薄膜。以cis電池薄膜的制作方法為例進(jìn)行說(shuō)明：

(1)在耐候?qū)右粋?cè)的表面上鍍金屬層以形成底電極，具體可采用電鍍、化學(xué)鍍或磁控濺鍍等方式進(jìn)行。優(yōu)選采用磁控濺鍍，這可以使金屬層對(duì)耐候?qū)泳哂辛己玫母街浴Ｐ纬稍摰纂姌O的材料可以為cu、mo等導(dǎo)電材料。

(2)采用電沉積的方法在該底電極上形成cis前驅(qū)體，通過(guò)熱處理工藝將該cis前驅(qū)體形成為光吸收層。該電沉積法可以采用二電極系統(tǒng)，以鉑網(wǎng)為陽(yáng)極，該底電極為陰極，以氯化銅(cucl2)、三氯化銦(incl3)、亞硒酸(h2seo3)的水溶液為電沉積液，電鍍添加劑為檸檬酸鈉，在不攪拌的情況下恒電勢(shì)沉積，形成cis前驅(qū)體。該熱處理工藝為將電沉積的cis前驅(qū)體放入管式爐中，在惰性氣體如氬氣(ar)保護(hù)氣氛下，以8～15℃/min的升溫速度升溫至430～500℃的溫度范圍并保溫25～40分鐘的時(shí)間范圍，保溫結(jié)束后停止加熱，隨爐自然慢冷；冷卻到低于45～55℃的溫度范圍時(shí)，關(guān)閉氬氣，開(kāi)爐取樣，得到形成于底電極上的cis光吸收層。在其它實(shí)施例中，電沉積液也可以進(jìn)一步包括三氯化鎵(gacl3)，此時(shí)，即可形成cigs光吸收層。

當(dāng)然，光吸收層也可以采用其它方法進(jìn)行制作，如物理氣相沉積法，物理氣相沉積法為共蒸發(fā)法或磁控濺射法。

(3)在光吸收層上依次制備緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，從而形成柔性太陽(yáng)能電池薄膜層。該緩沖層的材料可以為cds或zns。該窗口層的材料可以為本征zno薄膜。該透明導(dǎo)電層的材料可以氧化銦錫或碳納米管。本實(shí)施例中，該柔性太陽(yáng)能電池薄膜層的厚度范圍為30～150μm。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，耐候?qū)拥牟牧蠟閜et樹(shù)脂或etfe樹(shù)脂。更優(yōu)選的，耐候?qū)拥牟牧蠟閑tfe樹(shù)脂。相較于其他材料，乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)的使用溫度范圍廣，在零下65℃～150℃之間，其脆化溫度更是低至零下100℃，并具有很好的耐輻射性能和較高的抗剪切強(qiáng)度。以etfe層作為平流層浮空器囊皮的耐候?qū)樱軌虼蠓岣咂搅鲗痈】掌髂移さ哪秃蛐阅?。同時(shí)，在etfe耐候?qū)由显簧L(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，二者之間具有更好的結(jié)合力，有利于進(jìn)一步提高囊皮的使用性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，膠膜的材料為熱塑性聚氨酯膠水、聚酯膠水或eva膠水。這些膠水形成的膠膜具有良好的粘結(jié)性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在基材表面形成石墨烯預(yù)備層；將熱剝離型膠帶粘結(jié)在石墨烯預(yù)備層表面上，然后刻蝕以去除基材，得到預(yù)處理膠帶；將預(yù)處理膠帶粘結(jié) 在耐候?qū)拥挠O(shè)置柔性太陽(yáng)能電池薄膜一側(cè)的表面上，使石墨烯預(yù)備層與耐候?qū)酉噜?，?5～150℃溫度下熱處理5～10min，剝離預(yù)處理膠帶中的熱剝離型膠帶，形成具有石墨烯層的耐候?qū)樱黄渲?，基材為銅板或鋁板。在pet耐候?qū)由闲纬墒訒r(shí)，先利用cvd法在銅板或鋁板上生成石墨烯層，再通過(guò)熱剝離型膠帶粘結(jié)在石墨烯層上，然后刻蝕去除基材，就能夠?qū)⑹印稗D(zhuǎn)移”至熱剝離型膠帶上。將熱剝離型膠帶粘結(jié)在耐候?qū)由希瑹崽幚硪欢〞r(shí)間后，熱剝離型膠帶上的膠黏劑就會(huì)因溫度升高而發(fā)生粘性下降，此時(shí)很容易將其剝離下來(lái)，使石墨烯層轉(zhuǎn)移至耐候?qū)由?。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇具體的cvd工藝和刻蝕工藝，在此不再贅述。上述過(guò)程中采用的熱剝離型膠帶可以上本領(lǐng)域慣用的熱剝離型膠帶，比如表面帶有亞克力膠的熱剝離型膠帶。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在耐候?qū)拥挠O(shè)置柔性太陽(yáng)能電池薄膜一側(cè)的表面上沉積石墨烯層。

上述兩種制作工藝相當(dāng)于在耐候?qū)雍腿嵝蕴?yáng)能電池薄膜之間增加了一層石墨烯層。石墨烯具有較高的導(dǎo)熱率，單層石墨烯材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以高達(dá)5300w/(m·k)，且當(dāng)其厚度為0.335nm時(shí)，楊氏模量可高達(dá)1tpa，斷裂強(qiáng)度高達(dá)130gpa。在耐候?qū)雍腿嵝蕴?yáng)能電池薄膜之間引入石墨烯層，能夠明顯提高平流層浮空器囊皮的整體導(dǎo)熱性能(能夠使囊皮的導(dǎo)熱性提高至未加石墨烯層的1.2～2.3倍)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，石墨烯層能夠?qū)⒄丈渲聊移さ奶?yáng)光熱能迅速傳導(dǎo)至整個(gè)囊皮，從而達(dá)到整體快速散熱的目的，并使囊皮整體保持較為均勻的溫度。這就有利于防止囊皮局部過(guò)熱使其中的氣體被局部加熱，降低囊皮因內(nèi)部氣體受熱不均而發(fā)生局部漲破的幾率。同時(shí)，石墨烯的加入還能夠提高囊皮的整體力學(xué)性能。另外，石墨烯是一種二維層狀、單原子厚度的碳單子，具有大的比表面積和很高的透明度，引入石墨烯層能夠有效改善整個(gè)囊皮的阻氣性能?？傊陨细鞣矫娴囊蛩鼐欣谔岣吒】掌髂移さ姆€(wěn)定性。

利用上述方法直接在耐候?qū)雍腿嵝蕴?yáng)能電池薄膜之間增加了一層石墨烯層，能夠從各方面提高浮空器囊皮的穩(wěn)定性。在另一種實(shí)施方式中，在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜的步驟之前，還包括以下步驟：將pet或etfe與石墨烯進(jìn)行共混，得到共混料；將共混料拉膜成型，形成耐候?qū)印?/p>

該方法相當(dāng)于對(duì)耐候?qū)舆M(jìn)行了石墨烯共混改性，在樹(shù)脂材料pet或etfe中分散石墨烯，形成石墨烯改性pet樹(shù)脂或石墨烯改性etfe樹(shù)脂作為耐候?qū)硬牧?。相較于單純的樹(shù)脂材料作為耐候?qū)佣?，上述石墨烯改性?shù)脂材料形成的耐候?qū)映司哂袠?shù)脂本身的耐候性以外，還能夠改善囊皮的導(dǎo)熱性能和阻氣性能。優(yōu)選地，耐候?qū)又惺┑暮繛?0～35wt％。將石墨烯的含量控制在上述范圍內(nèi)有利于進(jìn)一步提高囊皮的導(dǎo)熱性能和阻氣性能。

當(dāng)然，在另一種實(shí)施方式中，將預(yù)備層、膠膜與承力層依次疊置并熱壓的步驟之前，還包括以下步驟：在熱塑性聚氨酯膠水、聚酯膠水或eva膠水中加入石墨烯，形成石墨烯改性膠水；將石墨烯改性膠水涂覆在預(yù)備層的遠(yuǎn)離耐候?qū)右粋?cè)的表面上，形成膠膜與預(yù)備層的復(fù) 合結(jié)構(gòu)；或者，將石墨烯改性膠水涂覆在承力層一側(cè)的表面上，形成膠膜與承力層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該方法相當(dāng)于在膠層中加入了石墨烯，同樣能夠改善囊皮的導(dǎo)熱性能和阻氣性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述熱壓的步驟中，熱壓溫度為80～180℃，壓力為0.1～1mpa，熱壓時(shí)間為10～180min。將熱壓的溫度和壓力控制在上述范圍，有利于進(jìn)一步提高平流層浮空器囊皮中預(yù)備層和承力層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，承力層為pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層。聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑(pbo)纖維作為“21世紀(jì)的超級(jí)纖維”具有超高的比強(qiáng)度和比模量，芳綸纖維和聚乙烯纖維同樣具有較高的比強(qiáng)度和比模量。以pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層作為浮空器囊皮的承力層，能夠提高囊皮的綜合力學(xué)性能。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種上述制作方法制作的囊皮，如圖1所示，其包括依序相鄰設(shè)置的耐候?qū)?0、柔性太陽(yáng)能電池薄膜20、膠膜30及承力層40，上述柔性太陽(yáng)能電池薄膜20為通過(guò)原位生長(zhǎng)的方法形成于耐候?qū)?0表面。

本發(fā)明提供的該囊皮，將耐候?qū)优c承力層與柔性太陽(yáng)能電池薄膜層進(jìn)行了整合，即柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形。該囊皮可以直接接受太陽(yáng)光的照射并將光能轉(zhuǎn)化為電能，且由于囊皮表面積相對(duì)比較大，特別是進(jìn)入到臨近空間時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的浮空器所攜帶的太陽(yáng)能電池板的面積要大得多，因此可以大大提高浮空器的電能供給。同時(shí)，由于柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形，太陽(yáng)能電池的固定更加牢固，省去了太陽(yáng)能電池從浮空器脫離或脫落等的后顧之憂。且由于柔性太陽(yáng)能電池為薄膜結(jié)構(gòu)，重量輕，大大減少浮空器的載荷。此外，更為重要的是，上述制作方法是在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，這進(jìn)一步省略了二者之間利用熱壓結(jié)合的膠層以及傳統(tǒng)工藝中制作柔性太陽(yáng)能電池薄膜的基底層，使得所形成的囊皮更輕，能夠進(jìn)一步減少浮空器的載荷，提高其在臨近空間中的飛行時(shí)間。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，柔性太陽(yáng)能電池薄膜20依序包括底電極、光吸收層、緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，且底電極與耐候?qū)?0相接觸，減反射膜與膠膜30相接觸。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，耐候?qū)?0為pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)樹(shù)脂層或etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)樹(shù)脂層。更優(yōu)選的，耐候?qū)訛閑tfe樹(shù)脂層。相較于其他材料，etfe的使用溫度范圍廣，在零下65℃～150℃之間，其脆化溫度更是低至零下100℃，并具有很好的耐輻射性能和較高的抗剪切強(qiáng)度。以etfe層作為平流層浮空器囊皮的耐候?qū)樱軌虼蠓岣咂搅鲗痈】掌髂移さ哪秃蛐阅?。同時(shí)，在etfe耐候?qū)由显簧L(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，二者之間具有更好的結(jié)合力，有利于進(jìn)一步提高囊皮的使用性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，膠膜30為熱塑性聚氨酯膠膜、聚酯膠膜或eva膠膜。這些膠膜具有良好的粘結(jié)性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2所示，耐候?qū)?0和柔性太陽(yáng)能電池薄膜20之間還包括石墨烯層50。在耐候?qū)?0和柔性太陽(yáng)能電池薄膜20之間引入石墨烯層50，能夠明顯提高浮空器囊皮的整體導(dǎo)熱性能。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，石墨烯層50能夠?qū)⒄丈渲聊移さ奶?yáng)光熱能迅速傳導(dǎo)至整個(gè)囊皮，從而達(dá)到整體快速散熱的目的，并使囊皮整體保持較為均勻的溫度。這就有利于防止囊皮局部過(guò)熱使其中的氣體被局部加熱，降低囊皮因內(nèi)部氣體受熱不均而發(fā)生局部漲破的幾率。同時(shí)，石墨烯的加入還能夠提高囊皮的整體力學(xué)性能。另外，石墨烯是一種二維層狀、單原子厚度的碳單子，具有大的比表面積和很高的透明度，引入石墨烯層50能夠有效改善整個(gè)囊皮的阻氣性能?？傊?，以上各方面的因素均有利于提高浮空器囊皮的穩(wěn)定性。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，石墨烯層50的厚度為0.35～100nm。將石墨烯層50的厚度控制在上述范圍內(nèi)，能夠使囊皮具有較高導(dǎo)熱性能、較高阻氣性能的基礎(chǔ)上兼具較輕的質(zhì)量。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，耐候?qū)?0為石墨烯改性pet樹(shù)脂層或石墨烯改性etfe樹(shù)脂層。此處所述的石墨烯改性pet樹(shù)脂和石墨烯改性etfe樹(shù)脂，是通過(guò)將石墨烯與樹(shù)脂材料共混后形成的石墨烯改性樹(shù)脂材料，相當(dāng)于將石墨烯分散在樹(shù)脂基體中形成的復(fù)合材料，這些材料均是現(xiàn)有技術(shù)中的已知材料。此外，上述耐候?qū)?0中的石墨烯的含量?jī)?yōu)選為10～35wt％。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，膠膜30為石墨烯改性熱塑性聚氨酯膠膜、石墨烯改性聚酯膠膜或石墨烯改性eva膠膜。上述石墨烯改性熱塑性聚氨酯膠膜、石墨烯改性聚酯膠膜或石墨烯改性eva膠膜是在熱塑性聚氨酯膠水、聚酯膠水或eva膠水中加入石墨烯所形成的改性膠水經(jīng)涂覆形成的膠膜。此外，上述膠膜30中的石墨烯的含量?jī)?yōu)選為10～35wt％。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，承力層40為pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層。以pbo織物層、芳綸纖維織物層或聚乙烯纖維織物層作為浮空器囊皮的承力層，能夠提高囊皮的綜合力學(xué)性能。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，耐候?qū)?0的厚度為10～50μm，和/或承力層40的厚度為80～200μm。將耐候?qū)?0和承力層40的厚度控制在上述范圍，能夠在較低密度的前提下，使囊皮具有較高的綜合性能。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

本發(fā)明中，將囊皮的耐候?qū)优c承力層與柔性太陽(yáng)能電池薄膜層進(jìn)行了整合，即柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形。使用該方法制作的囊皮可以直接接受太陽(yáng)光的照射并將光能轉(zhuǎn)化為電能，且由于囊皮表面積相對(duì)比較大，特別是進(jìn)入到臨近空間時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的浮空器所攜帶的太陽(yáng)能電池板的面積要大得多，因此可以大大提高浮空器的電能供給。同時(shí)，由于柔性太陽(yáng)能電池薄膜與囊皮共形，太陽(yáng)能電池的固定更加牢固，省去了太陽(yáng)能電池從浮空器脫離或脫落等的后顧之憂。且由于柔性太陽(yáng)能電池為薄膜結(jié)構(gòu)，重量輕，大大減少浮空器的載荷。此外，更為重要的是，上述制作方法是在耐候?qū)拥囊粋?cè)表面上原位生長(zhǎng)柔性太陽(yáng)能電池薄膜，這進(jìn)一步省略了二者之間利用熱壓結(jié)合的膠層以及傳統(tǒng)工藝中制作柔性太陽(yáng)能電池 薄膜的基底層，使得所形成的囊皮更輕(能夠使其面密度進(jìn)一步減少70～140g/m²)，能夠進(jìn)一步減少浮空器的載荷，提高其在臨近空間中的飛行時(shí)間。

實(shí)施例1

1、將36μm厚的銅箔放在cvd爐箱內(nèi)沉積石墨烯層，生長(zhǎng)在銅箔上的石墨烯層和帶有亞克力膠的熱剝離型膠帶粘在一起，然后用化學(xué)的方法把銅箔刻蝕掉，再將熱剝離型膠帶粘到etfe樹(shù)脂膜上，使石墨烯層與etfe樹(shù)脂膜接觸，于100℃下加熱5分鐘后，熱剝離型膠帶脫落，形成帶有石墨烯層的耐候?qū)印?/p>

2、在上述帶有石墨烯層的耐候?qū)由闲纬扇嵝蕴?yáng)能電池(柔性太陽(yáng)能電池與石墨烯層相接觸)，具體如下：(1)在耐候?qū)拥氖拥囊粋?cè)鍍金屬mo層以形成底電極，具體采用磁控濺鍍的方式進(jìn)行；(2)采用電沉積的方法在該底電極上形成cis前驅(qū)體，通過(guò)熱處理工藝將該cis前驅(qū)體形成為光吸收層。該電沉積法采用二電極系統(tǒng)，以鉑網(wǎng)為陽(yáng)極，該底電極為陰極，以氯化銅(cucl2)、三氯化銦(incl3)、亞硒酸(h2seo3)的水溶液為電沉積液，電鍍添加劑為檸檬酸鈉，在不攪拌的情況下恒電勢(shì)沉積，形成cis前驅(qū)體。該熱處理工藝為將電沉積的cis前驅(qū)體放入管式爐中，在惰性氣體如氬氣(ar)保護(hù)氣氛下，以8～15℃/min的升溫速度升溫至430～500℃的溫度范圍并保溫25～40分鐘的時(shí)間范圍，保溫結(jié)束后停止加熱，隨爐自然慢冷；冷卻到低于45～55℃的溫度范圍時(shí)，關(guān)閉氬氣，開(kāi)爐取樣，得到形成于底電極上的cis光吸收層；(3)在光吸收層上依次制備緩沖層、窗口層、透明導(dǎo)電層、上電極及減反射膜，從而形成柔性太陽(yáng)能電池薄膜層；緩沖層的材料為cds，窗口層的材料為本征zno薄膜；透明導(dǎo)電層的材料為氧化銦錫。最終形成預(yù)備層備用。

3、在預(yù)備層中的柔性太陽(yáng)能電池一側(cè)的表面上涂布熱塑性聚氨酯膠水，固化后形成表面上具有膠膜的預(yù)備層備用。

4、將上述帶有膠膜的預(yù)備層與pbo膜疊置，熱壓形成平流層浮空器囊皮。其中，熱壓溫度為80℃，壓力為1mpa。

所形成的平流層浮空器囊皮中，耐候?qū)拥暮穸葹?0μm，石墨烯層的厚度為7nm，柔性太陽(yáng)能電池薄膜層的厚度為50μm，pbo膜的厚度為200μm，膠膜的厚度為8μm。

對(duì)比例1

制作方法同實(shí)施例1，不同之處在于：先以pi膜(聚酰亞胺膜)為基底層，在其一側(cè)表面上制備柔性太陽(yáng)能電池，形成太陽(yáng)能電池膜。再通過(guò)膠膜將耐候?qū)?、太?yáng)能電池膜、pbo膜進(jìn)行熱壓，形成平流層浮空器囊皮。

經(jīng)測(cè)試，相較于對(duì)比例1中制得的囊皮，實(shí)施例1中制得的囊皮，其面密度減少了90g/m²，導(dǎo)熱率提高了2倍。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。