[发明专利]一种含太阳能电池薄膜的复合材料部件的量产制备方法

说明书

本发明公开了一种含太阳能电池薄膜的复合材料部件的量产制备方法，属于新能源汽车技术领域。本发明的部件结构包括柔性太阳能电池薄膜组件与高性能连续纤维复合材料，采用RTM工艺以较高的压力注射入快速固化树脂的方式进行一体成型，不仅赋予应用此类产品的汽车具有优异的续航提升效果，同时充分发挥高性能连续纤维复合材料轻质高强的材料特性；其制备工艺采用较高的注射压力和成型压力，不仅实现整个部件的快速生产节拍≤10min，同时提升外观质量、提升成品率，从而降低生产制造成本。

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种含太阳能电池薄膜的复合材料部件的量产制备方法。

背景技术

近年来光伏产业发展迅速，其应用已延伸入各个领域。目前在新能源汽车行业中，太阳能电池薄膜受到越来越多汽车制造厂商的关注，其技术的不断发展已能够有效的为新能源电动汽车的续航能力带来可观的提升，还可为车内空调和其它设备用电，并延长汽车的行驶里程。

另一方面，在汽车轻量化趋势的推动下，高性能且轻质的材料已成为越来越多汽车制造厂商的选择。高性能纤维树脂基复合材料具有轻质高强的优异性能，既能实现新能源汽车的减重要求，又能满足相应汽车的各项物化性能及安全要求。

原则上太阳能电池的效能比越高，其本身的质量越轻，为新能源汽车带来的续航提升效果则越好。目前市面上拥有最高记录的基于柔性砷化镓的双结电池片薄膜的能源转换率可以高达31.6%，但现有的应用均在玻璃材质车身部件的表面，如顶盖天窗玻璃，相对纤维复合材料产品而言，其厚度更大，重量也更重；而且在工艺方面，产品的成型及与太阳能电池薄膜的结合无法做到一体成型。另外，集成太阳能电池组的纤维复合材料产品的制备工艺均为30min甚至更长生产节拍的低效率传统工艺，如预浸料成型工艺、VARI液体成型工艺或真空袋压工艺等，其成型周期较长，无法满足大规模生产的节拍需求；同时，由于其成型压力有限，外观质量和成品率也较难得到保证，往往需要繁琐的后处理，而这两者也都导致了更高的生产成本。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明通过利用高性能纤维、快速固化树脂体系并选用快速量产工艺，提供了一种可快速成型的含高效能比太阳能电池薄膜的高性能连续纤维复合材料结构的量产制备方法。

一种含太阳能电池薄膜的复合材料部件的量产制备方法，该部件包括太阳能电池薄膜组件与高性能连续纤维复合材料，采用RTM工艺注射快速固化树脂进行一体成型，具体包括以下步骤：

步骤1，将纤维织物铺叠，裁切成料块；

步骤2，将太阳能电池薄膜组件设置在步骤1的料块上；

步骤3，将设置有太阳能电池薄膜组件的料块置于模具内，合模后抽真空，注入预热混合的树脂材料，注完后在保温、保模压条件下静置，出模，即可得到含太阳能电池薄膜的复合材料部件。

进一步地，所述太阳能电池薄膜组件为柔性砷化镓双结或多结电池薄膜片，厚度小于20µm。

进一步地，所述高性能连续纤维复合材料为含层合板结构或夹芯结构，厚度为0.5mm~20mm。

进一步地，所述纤维织物的材质包括但不仅限于碳纤维、玻璃纤维或混合纤维，织物形式为经编轴向织物或机织物。

进一步地，步骤3中模具温度为70℃~150℃。

进一步地，步骤3中注入树脂材料采用高压或者中压的方式，所述高压为30~150bar，中压为5~30bar。

进一步地，步骤3中静置的时间小于6min。

进一步地，对于结构复杂的部件，可根据实际需要，在设置太阳能电池薄膜组件前将料块进行预成型处理。

进一步地，在步骤3的静置处理完成后，将模具开合使其处于半开模状态，注入表面保护树脂材料，合模固化，即可在部件表面形成保护层。