CN108183169B - 一种钙钛矿太阳电池的封装方法 - Google Patents

一种钙钛矿太阳电池的封装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108183169B
CN108183169B CN201711453211.0A CN201711453211A CN108183169B CN 108183169 B CN108183169 B CN 108183169B CN 201711453211 A CN201711453211 A CN 201711453211A CN 108183169 B CN108183169 B CN 108183169B
Authority
CN
China
Prior art keywords
perovskite
film
solar cell
ito
perovskite solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711453211.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108183169A (zh
Inventor
张晓丹
高纪凡
黄伟
朱世杰
李跃龙
魏长春
丁毅
任慧志
黄茜
侯国付
陈新亮
王广才
许盛之
徐文涛
赵颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nankai University
Trina Solar Co Ltd
Original Assignee
Nankai University
Trina Solar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nankai University, Trina Solar Co Ltd filed Critical Nankai University
Priority to CN201711453211.0A priority Critical patent/CN108183169B/zh
Publication of CN108183169A publication Critical patent/CN108183169A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108183169B publication Critical patent/CN108183169B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种钙钛矿太阳电池的封装方法，涉及太阳电池领域，该电池采用经特定规格刻蚀的ITO玻璃作为衬底，钙钛矿材料作为吸收层，使用轻薄可塑性较好的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)覆盖膜以及对钙钛矿材料影响不显著的透明AB胶来对钙钛矿电池进行封装，最大程度的保证了密封性，使得钙钛矿电池的稳定性得到明显的提升，且方法简单，易于实施。

Description

一种钙钛矿太阳电池的封装方法
技术领域
本发明属于太阳电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池的封装方法。
背景技术
太阳能光伏发电由于具有安全可靠、受地域限制因素较少、可方便与建筑物相结合等优势而得到快速发展。有机-无机杂化钙钛矿在2009年第一次被Miyasaka等人应用于光伏领域，其中应用CH3NH3PbI3作为吸光层的电池达到了3.8％的光电转化效率。鉴于钙钛矿材料优异的光电性质，此后短短几年中,钙钛矿太阳电池在光电转化效率上取得了巨大的进展，现在最高效率已经达到22.7％。此外有机-无机杂化钙钛矿材料的原料成本很低，且器件可以通过溶液法进行制备，可实现低成本的器件制备。
但是由于钙钛矿材料本身的性质对水氧敏感，导致其暴露在空气中效率会大幅度衰减，这限制了钙钛矿太阳电池的商业化进程，为了克服这一问题急需解决钙钛矿电池的封装工艺，能让电池稳定高效的工作。
发明内容
本发明提供了一种有效的钙钛矿太阳电池的封装方法，该方法通过合理的ITO衬底，廉价方便的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)覆盖膜和封装胶来对电池进行封装，实现了正常大气环境下电池器件效率的稳定。本发明主要利用部分刻蚀的ITO玻璃，使得蒸发的金电极可以方便的引出。通过轻薄且光学透过性较好的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)覆盖膜搭配AB胶来有效封装电池，实现电池中的钙钛矿材料与外界水氧的有效阻隔，从而有效增强了电池的稳定性。
本发明的技术方案：
一种钙钛矿太阳电池的封装方法，该方法步骤包括：
在透明玻璃(1)、透明导电薄膜ITO(2)形成的ITO玻璃上依次沉积钙钛矿太阳电池的电子传输层(3)、钙钛矿光吸收层(4)和空穴传输层(5)；
用刀片刮去部分沉积的薄膜，固定在模具上，蒸发Au作为电极(6)；
将聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)覆盖在剩余的薄膜上；
用透明的AB胶(8)将聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)四周封上；
进一步的，所述的钙钛矿光吸收层(4)材料为多种卤素元素混合的钙钛矿材料。
进一步的，所述的ITO玻璃为ITO被部分刻蚀的ITO玻璃。
进一步的，所用的封装材料为柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)。
进一步的，所述的钙钛矿光吸收层(4)材料为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)。
进一步的，在2.5cm×2.5cm的ITO玻璃上旋涂一层二氧化锡电子传输层(3)，然后依次旋涂钙钛矿吸收层(4)、空穴传输层(5)，其中透明导电薄膜ITO(2)只存在于透明玻璃(1)中间1.5cm×1.5cm部分。
进一步的，将柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)裁剪至1.8cm×1.8cm的方形片，使其完全覆盖住透明玻璃(1)。
本方法的优点和积极效果：
本方法通过合适的ITO玻璃使得电池的正负电极可以有效的收集电子传输层的电子和空穴传输层的空穴，使用轻薄可塑性较好，可覆盖严密的透明PET覆盖膜以及对钙钛矿材料影响不显著的透明AB胶来对钙钛矿电池进行封装，最大程度地保证了密封性，使得钙钛矿电池的稳定性得到明显的提升，且方法简单，易于实施。
附图说明
图1为本发明专利的剖面示意图；
图2为本发明专利图1的封装分步俯视示意图；
图3为本发明专利图1的封装分步俯视示意图；
图4为本发明专利图1的封装分步俯视示意图；
图5为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)掩膜材质下的封装电池效率随时间的变化曲线图；
图6为玻璃掩膜材质下的封装电池效率随时间的变化曲线图。
图中：1.透明玻璃、2.透明导电薄膜ITO、3.电子传输层、4.钙钛矿吸收层、5.空穴传输层、6.电极、7.聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(PET覆盖膜)、8.AB胶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的技术方案作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例的一种钙钛矿太阳电池的结构如图1所示，从上至下依次包括：PET覆盖膜7、金电极6、AB胶8、空穴传输层(HTL)5、钙钛矿吸收层4、电子传输层(ETL)3、透明导电薄膜ITO 2、透明玻璃1。
其中钙钛矿光吸收层4为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)，ITO玻璃衬底选用特定规格刻蚀的ITO玻璃，AB胶8采用不易与钙钛矿材料反应的艾必达耐高温透明AB胶。
请参阅图1，本发明提供一种钙钛矿电池的封装方法，包括如下步骤：
1.在2.5cm×2.5cm的ITO玻璃上(其中透明导电薄膜ITO 2只存在于中间1.5cm×2.5cm部分)旋涂制备二氧化锡作为电子传输层3。
2.在二氧化锡电子传输层3上旋涂钙钛矿前驱液来制备钙钛矿吸收层4。
3.在钙钛矿吸收层4上旋涂Spiro-OMeTAD作为空穴传输层5。
4.请参阅图2，利用刀片刮去四周的透明导电薄膜ITO2至露出ITO玻璃衬底，剩余中间1.5cm×1.5cm的薄膜。
5.请参阅图3，在电池正表面利用特定掩膜板蒸发金属金电极6得到电池的正负电极。
6.请参阅图4，用剪刀将柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜7裁剪至1.8cm×1.8cm的方形片，使其完全覆盖住上述步骤4中剩余的中央1.5cm×1.5cm的薄膜；
7.请同时参阅图1和图4，使用透明的艾必达环氧树脂胶(AB胶8)将聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜7的四周严密粘住，等其自然烘干。
当采用柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(PET覆盖膜)7作为掩模材质的封装电池，初始效率为15.64％，20天后的效率为14.07％，达起始效率的93％。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)掩膜材质下的封装电池效率随时间的变化曲线图如附图5所示。
实施例2：
本实施例的一种钙钛矿太阳电池的结构如图1所示，从上至下依次包括：PET覆盖膜7、金电极6、AB胶8、空穴传输层(HTL)5、钙钛矿吸收层4、电子传输层(ETL)3、透明导电薄膜ITO 2、透明玻璃1。
其中钙钛矿光吸收层4为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)，ITO玻璃衬底选用特定规格刻蚀的ITO玻璃，AB胶8采用不易与钙钛矿材料反应的艾必达耐高温透明AB胶。
请参阅图1，本发明提供一种钙钛矿电池的封装方法，包括如下步骤：
8.在2.5cm×2.5cm的ITO玻璃上(其中透明导电薄膜ITO2只存在于中间1.5cm×2.5cm部分)旋涂制备二氧化锡作为电子传输层3。
9.在二氧化锡电子传输层3上旋涂钙钛矿前驱液来制备钙钛矿吸收层4。
10.在钙钛矿吸收层4上旋涂Spiro-OMeTAD作为空穴传输层5。
11.请参阅图2，利用刀片刮去四周的薄膜至露出ITO玻璃衬底，剩余中间1.5cm×1.5cm的薄膜。
12.请参阅图3，在电池正表面利用特定掩膜板蒸发金属金电极6得到电池的正负电极。
13.请参阅图4，裁剪1.8cm×1.8cm的透明玻璃薄片7，使其完全覆盖住上述步骤11中剩余的央1.5cm×1.5cm的薄膜；
14.请同时参阅图1和图4，使用透明的艾必达环氧树脂胶(AB胶8)将玻璃
薄片7的四周严密粘住，等其自然烘干。
当采用玻璃薄片7作为掩模材质的封装电池，初始效率为15.42％，7天后的效率为9.38％，达起始效率的61％。玻璃掩膜材质下的封装电池效率随时间的变化曲线图如附图6所示。
从实施例1和实施例2的比较可以看出，使用轻薄可塑性较好的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)覆盖膜对钙钛矿电池进行封装，一定时间内的电池效率优于玻璃掩膜材质下的封装电池，结果如附图5和附图6所示。
综上，本发明提供了一种钙钛矿太阳电池的封装方法，通过特定规格刻蚀的ITO玻璃使得电池的正负电极可以有效的收集电子传输层的电子和空穴传输层的空穴，使用轻薄可塑性较好的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)覆盖膜以及对钙钛矿材料影响不显著的透明AB胶来对钙钛矿电池进行封装，最大程度的保证了电池的密封性，使得钙钛矿电池的稳定性得到明显的提升，且方法简单，易于实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种钙钛矿太阳电池的封装方法，该方法步骤包括：
在透明玻璃(1)、透明导电薄膜ITO(2)形成的ITO玻璃上依次沉积钙钛矿太阳电池的电子传输层(3)、钙钛矿光吸收层(4)和空穴传输层(5)；
用刀片刮去四周的透明导电薄膜ITO(2) 至露出ITO玻璃衬底，剩余中间1.5cm×1.5cm的薄膜，通过模具蒸发Au作为电极(6)；该电极(6)包括两部分，其中一部分设置在刀片刮去四周的透明导电薄膜ITO(2) 至露出的ITO玻璃衬底上，另一部分设置在空穴传输层(5)上并延伸到其所在的1.5cm×1.5cm区域外；
将聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)覆盖在剩余的薄膜上；
用透明的AB胶(8)涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)下方并延伸至下方薄膜使其四周封上；
其中，在2.5cm×2.5cm的ITO玻璃上旋涂一层二氧化锡电子传输层(3)，透明导电薄膜ITO(2)只存在于透明玻璃(1)中间1.5cm×1.5cm部分；
将柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)裁剪至1.8cm×1.8cm的方形片，使其完全覆盖住透明玻璃(1)剩余的中央1.5cm×1.5cm薄膜；
所述的ITO玻璃为ITO被部分刻蚀的ITO玻璃。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于，所述的钙钛矿光吸收层(4)材料为多种卤素元素混合的钙钛矿材料。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于，所用的封装材料为柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖膜(7)。
4.根据权利要求1或2所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于，所述的钙钛矿光吸收层(4)材料为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)。
CN201711453211.0A 2017-12-28 2017-12-28 一种钙钛矿太阳电池的封装方法 Active CN108183169B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711453211.0A CN108183169B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种钙钛矿太阳电池的封装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711453211.0A CN108183169B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种钙钛矿太阳电池的封装方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108183169A CN108183169A (zh) 2018-06-19
CN108183169B true CN108183169B (zh) 2020-08-07

Family

ID=62548042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711453211.0A Active CN108183169B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种钙钛矿太阳电池的封装方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108183169B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110571335A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 北京曜能科技有限公司 钙钛矿光伏组件、制备方法和用途
CN112909179A (zh) * 2021-01-21 2021-06-04 南开大学 一种钙钛矿太阳电池的封装方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105957969A (zh) * 2016-06-06 2016-09-21 南京大学昆山创新研究院 一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN206098419U (zh) * 2016-10-18 2017-04-12 张洋 一种轻薄型太阳能光伏组件的结构

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186310A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Three M Innovative Properties Co 太陽光発電フィルム
CN106253829A (zh) * 2016-09-14 2016-12-21 宁波山迪光能技术有限公司 遮挡边框及超薄衬底薄膜太阳能电池的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105957969A (zh) * 2016-06-06 2016-09-21 南京大学昆山创新研究院 一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN206098419U (zh) * 2016-10-18 2017-04-12 张洋 一种轻薄型太阳能光伏组件的结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN108183169A (zh) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101490852B (zh) 全密封的非平面太阳能电池
CN105474411B (zh) 太阳能电池模块中的太阳能电池的互连
TWI487129B (zh) 薄膜太陽能電池及其製造方法
JP5612658B2 (ja) 光電子デバイス
KR101286282B1 (ko) 프레임리스 태양 전지 패널 및 그 제조 방법
KR19990023931A (ko) 태양 전지 모듈 및 태양 전지 모듈용 보강부재
CN108183169B (zh) 一种钙钛矿太阳电池的封装方法
CN106134288A (zh) 电子元件封装用层叠片以及电子器件的制造方法
EP3640997A1 (en) Packaging structure and method of film photovoltaic component
JP2003086822A (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
TW201917920A (zh) 薄膜光伏打裝置及用於封裝其之方法
CN108198904B (zh) 一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法
CN112133832A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池的封装结构和封装方法
JP2007207957A (ja) 光電変換素子
KR101144382B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
CN110828704A (zh) 显示面板的封装方法及封装结构
JP2006173298A (ja) 太陽電池モジュール
JP6927791B2 (ja) 太陽電池及び太陽電池の製造方法
JP6403307B2 (ja) 封止膜形成方法及び光電変換モジュール
CN104025312A (zh) 太阳能电池组件
US20120260971A1 (en) Iii-v solar cell package and method of fabricating the same
EP3993066B1 (en) Photovoltaic module
CN209266442U (zh) 一种钙钛矿电池
CN216872013U (zh) 一种柔性钙钛矿太阳能电池封装薄膜及太阳能电池
CN216624333U (zh) 钙钛矿电池组件的封装结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Xiaodan

Inventor after: Hou Guofu

Inventor after: Chen Xinliang

Inventor after: Wang Guangcai

Inventor after: Xu Shengzhi

Inventor after: Xu Wentao

Inventor after: Zhao Ying

Inventor after: Gao Jifan

Inventor after: Huang Wei

Inventor after: Zhu Shijie

Inventor after: Li Yuelong

Inventor after: Wei Changchun

Inventor after: Ding Yi

Inventor after: Ren Huizhi

Inventor after: Huang Qian

Inventor before: Zhang Xiaodan

Inventor before: Chen Xinliang

Inventor before: Wang Guangcai

Inventor before: Xu Shengzhi

Inventor before: Zhao Ying

Inventor before: Huang Wei

Inventor before: Zhu Shijie

Inventor before: Li Yuelong

Inventor before: Wei Changchun

Inventor before: Ding Yi

Inventor before: Ren Huizhi

Inventor before: Huang Qian

Inventor before: Hou Guofu

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180716

Address after: No. 94 Wei Jin Road, Nankai District, Tianjin

Applicant after: Nankai University

Applicant after: Trina Solar Limited by Share Ltd

Address before: No. 94 Wei Jin Road, Nankai District, Tianjin

Applicant before: Nankai University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant