CN106449992A - 透光光电模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透光光电模块，包括有机太阳能电池，有机太阳能电池的电极通过连接接头相互连接，有机太阳能电池上方依次设有EVA胶和钢化玻璃，有机太阳能电池下方依次设有EVA胶和背膜，钢化玻璃和背膜都是透明的，相邻两个有机太阳能电池之间的距离为50mm。按照本发明的技术方案，透光光电模块既具有光伏发电功能、又能够使太阳光线透过。

Description

透光光电模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池的技术领域，特别是涉及一种透光光电模块。
背景技术
我国能源消费占世界的10％以上，同时我国一次能源消费中煤占到70％左右，比世界平均水平高出40多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70％～80％，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。环境质量的总体水平还在不断恶化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13％。
光伏发电不产生传统发电技术(例如燃煤发电)带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，没有二氧化硫、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策。
光伏组件的发电原理：太阳能电池组件安装在建筑物体上面，它是利用太阳能照射在组件上，将太阳能的光谱吸收到硅电池片上面，产生光伏打效应，在P-N结内，由于两边各积聚了负电荷和正电荷，会产生一个由正电荷指向负电荷的电场，因此在P-N结内，存在一个由N区指向P区的电场，形成一个发电模块。
光伏组件既要能保证组件的功率不减少，又要考虑生产工艺跟生产成本，来满足室内的透光度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既具有光伏发电功能、又能够使太阳光线透过的透光光电模块。
为实现上述目的，本发明提出的一种透光光电模块，包括有机太阳能电池，有机太阳能电池的电极通过连接接头相互连接，有机太阳能电池上方依次设有EVA胶和钢化玻璃，有机太阳能电池下方依次设有EVA胶和背膜，钢化玻璃和背膜都是透明的，相邻两个有机太阳能电池之间的距离为50mm，所述有机太阳能电池包括由下到上依次设置的氧化铟锡透明导电衬底、Spiro-OMeTAD阳极修饰层、钙钛矿活性层，结构式为(CH3)y(CH3NH3)(2-y)PbI3-xClx薄膜，其中0≤x≤3，1＜y＜2、PCBM第一阴极修饰层、硫化锌第二阴极修饰层、铝电极；
作为优选，钢化玻璃由重量比为62％NaSiO2、6％Al2O3、5％CaSiO3、13％K2O、9％CuO和5％MgO制成。钢化玻璃是普通玻璃加热至高温后，然后经过骤冷后形成的。按照此比例制成的钢化玻璃机械强度高，不易发生自爆。
作为优选，背膜厚度为400μm-500μm，包括中间的聚酯薄膜和两侧的氟树脂膜。在高温下通过交联剂反应，将氟树脂膜成膜于聚酯薄膜表面，其成膜过程是一种化学反应过程，成膜后三层材料是一个无间隙的一体化材料。
作为优选，背膜的分子结构是一个交联网状结构，所述的氟树脂膜中氟树脂的分子链上连接有乙烯基醚类基团。这种结构决定了表面氟树脂膜硬度高，其表面硬度达到3H，所以背膜的抗划伤性比三层膜通过粘接剂复合的TPT材料更好。
作为优选，背膜和EVA胶(2)的剥离强度是20N/mm，远远大于一般的3.5N/mm，保证背板与EVA及硅胶等的良好粘接性能。
作为优选，背膜的反射率至少96％。
作为优选，背膜的横向收缩率小于或者等于0.3％。
作为优选，背膜的纵向收缩率小于或者等于0.8％，极小的纵向机械收缩率，使得生产过程中减少了背板材料的损耗。
按照本发明的技术方案，透光光电模块由许多个有机太阳能电池串联连接构成，改变有机太阳能电池之间的距离，串与串之间的距离，这样在串摆放时候，相邻有机太阳能电池的空缺面积将会较大，光线通过这些间距将光线照射进来，既具有光伏发电功能、又能够使太阳光线透过。
附图说明
图1为本发明中透光光电模块的结构示意图；
图2为本发明有机太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图来对本发明的示例实施例进行详细描述。在附图中，相同或相似的参考标号自始至终表示相同或相似的元件。
如图1至图2所示，一种透光光电模块，包括有机太阳能电池1，有机太阳能电池1的电极通过连接接头相互连接，有机太阳能电池1上方依次设有EVA胶2和钢化玻璃3，有机太阳能电池1下方依次设有EVA胶2和背膜4，钢化玻璃3和背膜4都是透明的，相邻两个有机太阳能电池1之间的距离为50mm，所述有机太阳能电池1包括由下到上依次设置的氧化铟锡透明导电衬底11、Spiro-OMeTAD阳极修饰层12、钙钛矿活性层13，结构式为(CH3)y(CH3NH3)(2-y)PbI3-xClx薄膜，其中0≤x≤3，1＜y＜2、PCBM第一阴极修饰层14、硫化锌第二阴极修饰层15、铝电极16；
其中有机太阳能电池1的制备方法为：a.在清洗干净并经臭氧处理过的氧化铟锡衬底上旋涂Spiro-OMeTAD，经退火处理后，形成一层厚度均匀的Spiro-OMeTAD薄膜；b.在Spiro-OMeTAD薄膜上旋涂钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿活性层，退火薄膜变黑后再旋涂PCBM溶液；c.待溶剂自然挥发后，再悬涂硫化锌纳米颗粒；d.利用真空热蒸镀铝电极。其中，钙钛矿溶液以氯化铅、碘化甲铵和卤代烷烃以X:3-X:2-Y的摩尔比混合,X取1.2至2之间，Y为1.5，加入DMF溶剂，配成50％质量分数的钙钛矿前躯体溶液，加热70度搅拌过夜，过滤后待用。将ITO透明衬底依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗30min，用氮气吹干后臭氧处理25min。采用旋涂法将Spiro-OMeTAD旋涂在ITO衬底上，转速为3000rpm，时间为50秒。在空气气氛中160℃退火30min。将冷却后的Spiro-OMeTAD薄膜转移到手套箱中，并在其上旋涂体已配好的钙钛矿前躯体溶液,转速为5000rpm，时间为60秒,在氮气气氛中150℃退火50min左右直至钙钛矿薄膜变深棕色。在钙钛矿上旋涂PCBM溶液，转速为3000rpm，时间为50秒，无需加热，待溶剂自然挥发后再以4000rpm50秒的条件甩上硫化锌纳米颗粒，最后利用高真空热蒸镀厚度约150nm的铝电极。
钢化玻璃3由重量比为62％NaSiO2、6％Al2O3、5％CaSiO3、13％K2O、9％CuO和5％MgO制成。背膜厚度为400μm-500μm，包括中间的聚酯薄膜和两侧的氟树脂膜。背膜的分子结构是一个交联网状结构，所述的氟树脂膜中氟树脂的分子链上连接有乙烯基醚类基团。背膜和EVA胶(2)的剥离强度是20N/mm，背膜的反射率为96％，背膜的横向收缩率为0.2％，背膜的纵向收缩率为0.4％。
有机太阳能电池上层和下层用透明的EVA胶2固定，上层EVA胶粘接有钢化玻璃3，下层EVA胶2粘接有背膜4。在背膜4的下层，用透明的聚四氟乙稀复合材料(TPT)粘胶固定，在钢化玻璃3的上层，用钢化玻璃粘胶固定，便形成具有透光功能的光电模块。这种光电模块，用于屋顶，太阳光线可以从许多有机太阳能电池1之间的间隙，透射到室内；用于办公室内的幕、墙，既可以把室外光线照射到室内，又可避免室内全部暴露于室外。
此外，所述有机太阳能电池还可以是如下结构：包括由下到上依次设置阴极衬底，采用氧化铟锡(ITO)透明导电衬底；阴极修饰层，为氧化钛薄膜；钙钛矿活性层13，结构式为(CH3)y(CH3NH3)(2-y)PbI3-xClx薄膜，其中0≤x≤3，1＜y＜2，阳极修饰层，为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)；阳极电极，为银电极。该结构的有机太阳能电池的制备方法为：a1.在清洗干净并经臭氧处理过的ITO衬底上旋涂氧化钛前躯体溶液，经退火处理后，形成一层厚度均匀的氧化钛薄膜；b2.在氧化钛薄膜上旋涂钙钛矿前驱体溶液制备钙钛矿活性层，经退火处理后，薄膜变成黑色，并在其上表面悬涂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)溶液；c3.放置于干燥柜常温氧化24小时后，利用真空热蒸镀银电极。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.透光光电模块，其特征在于：包括有机太阳能电池，有机太阳能电池的电极通过连接接头相互连接，有机太阳能电池上方依次设有EVA胶和钢化玻璃，有机太阳能电池下方依次设有EVA胶和背膜，钢化玻璃和背膜都是透明的，相邻两个有机太阳能电池之间的距离为50mm，所述有机太阳能电池包括由下到上依次设置的氧化铟锡透明导电衬底、Spiro-OMeTAD阳极修饰层、钙钛矿活性层，结构式为(CH3)y(CH3NH3)(2-y)PbI3-xClx薄膜，其中0≤x≤3，1＜y＜2、PCBM第一阴极修饰层、硫化锌第二阴极修饰层、铝电极。
2.根据权利要求1所述的透光光电模块，其特征在于：钢化玻璃由重量比为62％NaSiO2、6％Al2O3、5％CaSiO3、13％K2O、9％CuO和5％MgO制成。
3.根据权利要求1所述的透光光电模块，其特征在于：背膜厚度为400μm-500μm，包括中间的聚酯薄膜和两侧的氟树脂膜。
4.根据权利要求3所述的透光光电模块，其特征在于：背膜的分子结构是一个交联网状结构，所述的氟树脂膜中氟树脂的分子链上连接有乙烯基醚类基团。
5.根据权利要求1所述的透光光电模块，其特征在于：背膜和EVA胶(2)的剥离强度是20N/mm。
6.根据权利要求1所述的透光光电模块，其特征在于：背膜的反射率至少96％。
7.根据权利要求1所述的透光光电模块，其特征在于：背膜的横向收缩率小于或者等于0.3％。
8.根据权利要求1所述的透光的太阳能电池组件，其特征在于：背膜的纵向收缩率小于或者等于0.8％。
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