CN108922973B - 一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法 - Google Patents

一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法，该光伏组件包括：层压件和安装在所述层压件周围的边框，所述层压件包括依次叠置的保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、和背板层，所述钙钛矿太阳能电池串包括多个钙钛矿太阳能电池片，其中，一个电池片上的底电极与相邻的另一个电池片的顶电极连接，或者，相邻两个电池片的底电极相连、顶电极相连，所述填充层填充在相邻的所述电池片之间。

Description

一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法
技术领域
本发明属于光伏发电技术和光伏建筑一体化领域，具体地，涉及一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法。
背景技术
目前，晶硅太阳能电池产业化技术已经非常成熟，然而与传统能源相比，较高的发电成本制约了晶硅太阳能电池的大规模普及。近年来，钙钛矿太阳能电池发展迅速，其优点十分突出：1、有机-无机杂化钙钛矿材料制作简单、成本较低；2、具有较为适宜的带隙宽度(1.5～2.3eV)，光吸收范围较大；3、电荷扩散长度高达微米级，电荷寿命较长等。4、可制备柔性、透明电池。因此，钙钛矿太阳能电池及相关材料已成为光伏领域研究热点，目前获得了超过23％的光电转换效率，应用前景十分广阔。
然而，典型的钙钛矿太阳能电池结构中，使用金属作为顶电极、Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)作为空穴传输层。但金属材料价格昂贵，且制作工艺设备要求高；空穴传输层稳定性不佳，价格昂贵。新型碳材料成为了很好的一个替换材料。其能级与金属接近、且拥有良好的空穴收集能力。
单体钙钛矿太阳能电池的稳定性不佳，且单体面积小，发电量少，电流电压不满足常见器件的供电要求，且作为基板的导电玻璃非钢化玻璃，不适用于光伏建筑一体化等应用需求。例如：专利文献1和专利文献2分别公开了一种钙钛矿太阳能电池的封装结构，防止漏电，并提高电池耐久性能。但是，现有封装技术只是保护电池，不能灵活调控开路电压和电流密度。
现有技术文献：
专利文献1：中国专利公开CN207217595U；
专利文献2：中国专利公开CN207009453U。
发明内容
鉴于以上所述，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其封装方法，能够提高光伏组件的性能。
一方面，本发明所提供的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件包括：层压件和安装在所述层压件周围的边框，所述层压件包括依次叠置的保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、和背板层，所述钙钛矿太阳能电池串包括多个钙钛矿太阳能电池片，其中，一个电池片上的底电极与相邻的另一个电池片的顶电极连接，或者，相邻两个电池片的底电极相连、顶电极相连，所述填充层填充在相邻的所述电池片之间。
根据本发明，可提高光伏组件整体的电流电压和发电量，且组件方便安装，同时能够提高单体钙钛矿太阳能电池的稳定性，以延长光伏组件的寿命。具体而言，通过将多个电池片相连，可以制作成高电压、高电流组件，且保护层和背板层能够提高电池机械抗压能力，第一粘结层、填充层、第二粘结层起到粘结，固定电池，以及防护作用。具有良好的密封性，使得电池能够防风、防水、隔绝大气条件下环境对太阳能电池片的腐蚀。由此，根据本发明的开路电压和电流密度可灵活调控的钙钛矿太阳能组件，不但解决了电池的封装问题，而且电池器件本身将具有广泛的用途。
又，本发明中，所述第一粘结层与所述钙钛矿太阳能电池串的正面直接接触且填充在所述钙钛矿太阳能电池串的正面与所述保护层之间，所述第二粘结层与所述钙钛矿太阳能电池串的背面及背面上的栅极、节点、汇流带直接接触，且填充在其与所述背板层之间。
根据本发明，能够有利于起到粘结，固定电池，以及防护作用。具有良好的密封性，使得电池能够防风、防水、隔绝大气条件下环境对太阳能电池片的腐蚀。
又，本发明中，相邻的所述电池片之间通过连接件相连，所述连接件从一个电池片的底电极或底电极节点连接到相邻的另一个电池片的顶电极或顶电极节点；或者，通过所述连接件分别将相邻两个电池片的底电极或底电极节点相连、顶电极或顶电极节点相连。优选地，所述连接件包括镀锡铜带或导电胶，其宽度为0.5mm～10mm。
根据本发明，能够有利于延长组件寿命，同时提高发电量。具体地，若宽度太窄，相邻的所述电池片之间会产生气泡，空气中的水、氧会影响组件寿命；若宽度太宽，组件有效利用面积减少，相同面积发电量降低。
又，本发明中，所述电池片排布成n×m的矩阵形成，其中n为列数，m为行数。
根据本发明，可以有利于实现电池片的串联连接。因串联组件必须是正极与负极相连，两行之间串联若是同向，则下一行一端的负极要连接到上一行另一端的正极，连接线跨度是一个组件的长度，连接线增长，电阻增大，而且用量提高，成本高，并且两行间间距要加大，以便连接线不会接触到电池片。但如本发明这样两行交替排列，则下一行一端的负极可以直接连接到上一行同一端的正极。
又，本发明中，所述电池片包括：依次设置的底电极及过渡层、钙钛矿层、过渡层及顶电极，其中底电极和钙钛矿层之间的过渡层是电子传输层，顶电极和钙钛矿层之间的过渡层是空穴传输层。
又，本发明中，在所述保护层的表面设有紫外线阻挡层，从而可有效防止太阳光中紫外线对电池的伤害，可以保护电池不被紫外光照劣化，保证组件运行稳定可靠。优选地，所述紫外线阻挡层包括防紫外贴膜、防紫外镀膜和/或防紫外涂膜。紫外线阻挡层的厚度可以为0.1μm～5mm。
又，本发明中，所述第一粘结层、所述填充层、所述第二粘结层的材质各自可分别为聚乙烯辛烯共弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、和/或有机硅树脂，可根据不同的钙钛矿吸光层耐温性能，调节固化温度。以免在层压时，高温影响到钙钛矿吸光层，导致性能降低。所述保护层和背板层可分别包括TPT、TPE、BBF、APE、超白玻璃或含氟材料。所述边框可为铝合金边框。保护层的厚度优选为0.1μm～10mm。第一层粘结层和/或所述第二层粘结层的厚度优选为0.1～5mm；填充层厚度与电池串中的电池片厚度相当。
另一方面，本发明还提供了一种上述基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件的封装方法，包括：
(1)将保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、背板层按照一定的层次敷设后放入层压机内；
(2)在层压机内，加热使所述第一粘结层、填充层和第二粘结层熔化，以将保护层、钙钛矿太阳能电池串、和背板层粘结在一起，冷却后取出层压件；
(3)将边框安装固定在所述层压件的周围。
优选地，可根据钙钛矿太阳能电池串的不同的钙钛矿吸光层耐温性能，调节所述第一粘结层、填充层和第二粘结层的固化温度。
优选地，层压温度范围100℃～150℃；层压时间15min～30min。
根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本发明的上述内容及其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为本发明一个实施形态的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件的剖面结构示意图；
图2为本发明一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的串联组件正面示意图；
图3为本发明另一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的串联组件正面示意图；
图4为本发明又一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的并联组件正面示意图；
图5为本发明又一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的串并联组件正面示意图；
附图标记：
1、紫外线阻挡层；
2、上盖板(保护层)；
3、正面胶膜层(第一粘结层)；
4a、钙钛矿太阳能电池片；
4b、间隔胶膜层(填充层)；
5、背面胶膜层(第二粘结层)；
6、背板层；
7、连接件；
8、接线盒；
9、电池正极；
10、电池负极；
11、二极管正极；
12、二极管负极。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明本发明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图中的尺寸，仅为了便于查看，不与实际尺寸成比例。
针对现有技术中钙钛矿太阳能电池光伏组件稳定性不佳、发电量少等问题，本发明提供了一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，包括层压件和安装在所述层压件周围的边框，所述层压件包括依次叠置的保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、和背板层，所述钙钛矿太阳能电池串包括多个钙钛矿太阳能电池片，其中，一个电池片上的底电极与相邻的另一个电池片的顶电极连接，或者，相邻两个电池片的底电极相连、顶电极相连，所述填充层填充在相邻的所述电池片之间。
本发明的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件能够通过串联、并联、串并联结合的方式提高整体的电流电压和发电量；并且通过层压，构成一种钙钛矿太阳能电池光伏组件，方便安装，同时提高单体钙钛矿太阳能电池的稳定性，使得该光伏组件寿命能够达到25年以上。
具体地，图1为本发明一个实施形态的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件的剖面结构示意图。如图1所示，该基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件包括层压件和安装在层压件周围的边框。其中，层压件包括依次叠置的保护层(即上盖板)2、第一粘结层3、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层5、和背板层6。钙钛矿太阳能电池串包括多个钙钛矿太阳能电池片4a，其中一个电池片上的底电极与相邻的另一个电池片的顶电极连接，或相邻两个电池片的底电极相连、顶电极相连，填充层4b填充在相邻的电池片4a之间。
具体地，还如图1所示，第一粘结层3与钙钛矿太阳能电池串的正面直接接触且填充在钙钛矿太阳能电池串的正面与保护层2之间，第二粘结层5与钙钛矿太阳能电池串的背面及背面上的栅极、节点、汇流带直接接触，且填充在其与背板层6之间。栅极是单体钙钛矿太阳能模块中的电极；汇流带就是后述连接件7，节点是指汇流带与栅极的连接点。单体钙钛矿太阳能模块中栅极收集电子汇总到节点，通过汇流带(连接件7)将两片电池的电极连接在一起。正、负相连就是串联，正正、负负相连，就是并联。
进一步地，如图1所示，相邻的电池片之间通过连接件7相连，连接件7从一个电池片的底电极或底电极节点连接到相邻的另一个电池片的顶电极或顶电极节点。或者，相邻两个电池片的底电极或底电极节点、顶电极或顶电极节点分别通过连接件7相连。优选地，连接件7可包括镀锡铜带或导电胶，其宽度为0.5mm～10mm。
图2和图3示出了本发明多个实施形态的钙钛矿太阳能电池的串联组件正面示意图，图4为本发明又一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的并联组件正面示意图，图5为本发明又一个实施形态的钙钛矿太阳能电池的串并联组件正面示意图。其中各电池片中，长线一侧是电池正极9，短线一侧为电池负极10；图4和图5中，在每行电池串上还连接有二极管，图示的二极管的大头为二极管正极11，小头为二极管负极12。如图2至图5所示，电池片排布成n×m的矩阵形成，其中n为列数，m为行数，可根据需要决定电池片的列数与行数。
此外，图2所示的实施形态中，同一行电池片排布方向相同，同一列电池片正向与180°反向交替排。由此，可以有利于实现电池片的串联连接。本实施形态中，可将所有电池片串联，可以制作成高电压组件。因串联组件必须是正极与负极相连，两行之间串联若是同向，则下一行一端的负极要连接到上一行另一端的正极，连接线跨度是一个组件的长度，连接线增长，电阻增大，而且用量提高，成本高，并且两行间间距要加大，以便连接线不会接触到电池片。但如本发明这样两行交替排列，则下一行一端的负极可以直接连接到上一行同一端的正极。此外，图3所示的实施形态中，也形成为同一列电池片正向与180°反向交替排的结构。
另外，图4所示的实施形态中，每行电池串上的电池片并联连接，且多行电池并联连接。由此，将所有电池并联，可以制作成高电流组件。
另外，图5所示的实施形态中，每行电池串上的电池片串联连接，且多行电池串并联连接。例如，将10个电池片串联成一个电池串、4行电池串并联，由此，可以制作成高电压、高电流组件。
上述钙钛矿太阳能电池串中的电池片4a可包括：依次设置的底电极及过渡层、钙钛矿层、过渡层及顶电极，底电极和钙钛矿层之间的过渡层是电子传输层，顶电极和钙钛矿层之间的过渡层是空穴传输层。
此外，还如图1所示，在保护层2的表面还可设有紫外线阻挡层1，优选地，该紫外线阻挡层1可包括防紫外贴膜、防紫外镀膜和/或防紫外涂膜。
较佳地，上述第一粘结层3、填充层4b、第二粘结层5可以是胶膜层，例如第一粘结层3、填充层4b、第二粘结层5可分别为正面胶膜层、间隔胶膜层、背面胶膜层，且其材质各自可分别为聚乙烯辛烯共弹性体(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、和/或有机硅树脂，可根据不同的钙钛矿吸光层耐温性能，调节固化温度。以免在层压时，高温影响到钙钛矿吸光层，导致性能降低。若是光伏组件，选择的固化温度较高、若是普通组件，可以选择更低温的热塑性材料。且该普通组件，还可使用其钙钛矿太阳能电池自身的透明导电基底代替后述用于上盖板2的钢化玻璃作为组件的正面。普通组件指的是室内应用的组件，本发明的组件可直接用于光伏建筑一体化的建筑本身的一部分。
所述的上盖板和背板可以选用：TPT、TPE、BBF、APE、超白玻璃、钢化玻璃或常用的含氟材料。
背板层6和上盖板2能够提高电池机械抗压能力。正面胶膜层、间隔胶膜层、背面胶膜层起到粘结，固定电池，以及防护作用。具有良好的密封性，使得电池能够防风、防水、隔绝大气条件下环境对太阳能电池片的腐蚀。
边框可采用铝合金边框，其不仅保持了常规光伏铝合金边框的特点，并且可以组织幕墙表面沉积物形成，进而保持幕墙完美。
上述基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件的封装工艺的具体步骤可包括：
(1)层压敷设：将上盖板、正面胶膜、钙钛矿太阳能电池串、间隔胶膜、背面胶膜、背板按照一定的层次敷设好放入层压机内，准备层压；
(2)组件层压：在层压机内，加热上述敷设好的组件以使胶膜熔化，将上盖板、电池串、和背板粘结在一起，冷却后取出层压件；其中，在加热之前，还可通过抽真空将组件内的空气抽出；
(3)装边框：给钙钛矿太阳能电池组件装铝框，以提高组件的强度。
此外，还可在装完边框后，再安装光伏接线盒8，例如，使用硅胶等将光伏接线盒固定在组件背面，最终形成钙钛矿太阳能电池光伏组件。
本发明的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件可以直接固定于建筑外立面、屋顶、屋檐，且选用合适的电池片及封装材料，可以使得此光伏组件寿命达到25年以上。
其中钙钛矿太阳能电池串的电池片可以是单体钙钛矿太阳能电池、或单体钙钛矿太阳能模块，其连接在一起制作成电池串，电池串连接在一起，组成了串、并联电池组件。
较佳的，所述的层压温度范围100℃～150℃。
较佳的，所述的层压时间15min～30min。
本发明通过技术、工艺改进和优化，将单体钙钛矿太阳能电池、单体钙钛矿太阳能模块，或单体钙钛矿太阳能电池，串、并联成一个整体，层压成组件，铝合金封框，组成电池组件或光伏组件，不但提高了单体钙钛矿太阳能电池的寿命和耐候性能，同时安装方便、可靠、快捷。
以下通过具体的实施例进一步详细说明本发明的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件及其制备方法。
实施例1
单体钙钛矿太阳能电池的封装，其中，单个电池片上只做一节电池。
(1)在FTO玻璃基板的一端、用激光刻蚀出一条绝缘线，将FTO分割成面积一大一小两端，后续工艺直至刷碳前，都在大面积一端进行。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(6)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，直接接触到另一端小面积的FTO，得到钙钛矿太阳能电池。
(7)使用电烙铁，将镀锡铜带焊接在电池正负极。
(8)将钙钛矿太阳能电池四周垫上间隔胶膜。
(9)在钙钛矿太阳能电池碳对极上覆盖背面胶膜。
(10)在背面胶膜外覆盖塑料背板。
(11)将摆放好的钙钛矿太阳能电池组件放入层压机，设定温度115℃，时间15min层压，制作成钙钛矿太阳能电池组件。
实施例2
单体钙钛矿太阳能模块组件制作，其中，单个电池片上只做了多节电池串并联，因此称之为单体钙钛矿太阳能模块。
(1)在FTO玻璃基板上、用激光刻蚀出绝缘线，将FTO分割成几个面积相等的小单元。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)在二氧化钛上，丝网印刷二氧化锆浆料作为绝缘层，固含量5％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(6)在FTO玻璃基板上，丝网印刷导电银柵，固含量70％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(7)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(8)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，覆盖到下一个单元的银线上，得到单基板上的钙钛矿太阳能电池串联模组。
(9)使用电烙铁，将镀锡铜带焊接在电池正负极。
(10)将钙钛矿太阳能电池四周垫上间隔胶膜。
(11)在钙钛矿太阳能电池碳对极上覆盖背面胶膜。
(12)在背面胶膜外覆盖塑料背板。
(13)将摆放好的钙钛矿太阳能电池组件放入层压机，设定温度115℃，时间15min层压，制作成钙钛矿太阳能电池串联模组的组件。
实施例3
钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件制作。
(1)在FTO玻璃基板上、用激光刻蚀出绝缘线，将FTO分割成几个面积相等的小单元。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)在二氧化钛上，丝网印刷二氧化锆浆料作为绝缘层，固含量5％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(6)在FTO玻璃基板上，丝网印刷导电银柵，固含量70％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(7)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(8)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，覆盖到下一个单元的银线上，得到单体钙钛矿太阳能模块。
(9)在钢化玻璃表面铺一层正面胶膜EVA。
(10)将单体钙钛矿太阳能模块，放在铺好层压材料的钢化玻璃上，如图2所示，排成10列4行。
(11)使用电烙铁和镀锡铜带将相邻两片单体钙钛矿太阳能模块的正、负极相连，组成两片电池串联结构。
(12)将其余电池如图1所示串联焊接，形成串联组件。
(13)在缝隙和边缘处填上间隔胶膜EVA。
(14)在串联组件背面盖上一层背面胶膜EVA，和塑料背板。
(15)在背板上相应位置开孔，将串联组件的正负极从孔中穿出到背板外部。
(16)将整个电池串联组件放入层压机，设定温度115℃，时间15min层压，制作成钙钛矿太阳能电池串联模组的组件。
(17)在钢化玻璃表面贴上防紫外贴膜。
(18)将边缘溢出的封装材料修剪后，安装铝合金封框。
(19)将串联组件的正负极接入接线盒，并将接线盒用硅胶固定在串联组件背面，最终制作成钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件。
实施例4
钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件制作。
(1)在FTO玻璃基板上、用激光刻蚀出绝缘线，将FTO分割成几个面积相等的小单元。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)在二氧化钛上，丝网印刷二氧化锆浆料作为绝缘层，固含量5％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(6)在FTO玻璃基板上，丝网印刷导电银柵，固含量70％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(7)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(8)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，覆盖到下一个单元的银线上，得到单体钙钛矿太阳能模块。
(9)在钢化玻璃表面铺一层正面胶膜EVA。
(10)将单体钙钛矿太阳能模块，放在铺好层压材料的钢化玻璃上，如图2所示，排成10列4行。
(11)使用电烙铁和镀锡铜带将相邻两片单体钙钛矿太阳能模块的正、负极相连，组成两片电池串联结构。
(12)将其余电池如图1所示串联焊接，形成串联组件。
(13)在缝隙和边缘处填上间隔胶膜EVA。
(14)在串联组件背面盖上一层背面胶膜EVA，和钢化玻璃。
(15)在背板上相应位置开孔，将串联组件的正负极从孔中穿出到背板外部。
(16)将整个电池串联组件放入层压机，设定温度115℃，时间15min层压，制作成钙钛矿太阳能电池串联模组的组件。
(17)在钢化玻璃表面贴上防紫外贴膜。
(18)将边缘溢出的封装材料修剪后，安装铝合金封框。
(19)将串联组件的正负极接入接线盒，并将接线盒用硅胶固定在串联组件背面，最终制作成钙钛矿太阳能电池串联结构光伏双玻组件。
实施例5
钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件制作。
(1)在FTO玻璃基板上、用激光刻蚀出绝缘线，将FTO分割成几个面积相等的小单元。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)在二氧化钛上，丝网印刷二氧化锆浆料作为绝缘层，固含量5％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(6)在FTO玻璃基板上，丝网印刷导电银柵，固含量70％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(7)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(8)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，覆盖到下一个单元的银线上，得到单体钙钛矿太阳能模块。
(9)在钢化玻璃表面铺一层正面胶膜POE。
(10)将单体钙钛矿太阳能模块，放在铺好层压材料的钢化玻璃上，如图2所示，排成10列4行。
(11)使用电烙铁和镀锡铜带将相邻两片单体钙钛矿太阳能模块的正、负极相连，组成两片电池串联结构。
(12)将其余电池如图1所示串联焊接，形成串联组件。
(13)在缝隙和边缘处填上间隔胶膜POE。
(14)在串联组件背面盖上一层背面胶膜POE，和塑料背板。
(15)在背板上相应位置开孔，将串联组件的正负极从孔中穿出到背板外部。
(16)将整个电池串联组件放入层压机，设定温度115℃，时间20min层压，制作成钙钛矿太阳能电池串联模组的组件。
(17)在钢化玻璃表面贴上防紫外贴膜。
(18)将边缘溢出的封装材料修剪后，安装铝合金封框。
(19)将串联组件的正负极接入接线盒，并将接线盒用硅胶固定在串联组件背面，最终制作成钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件。
实施例6
钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件制作。
(1)在FTO玻璃基板上、用激光刻蚀出绝缘线，将FTO分割成几个面积相等的小单元。
(2)分别用丙酮、碱洗涤剂、去离子水、丙酮超声清洗FTO玻璃十分钟，最后吹干。
(3)在FTO玻璃基板上制备TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，其中包括以下成分：钛酸四异丙酯(0.3mol/L)、乙酰丙酮(0.45mol/L)、盐酸(0.09mol/L)。吸取前驱体溶液，滴加于清洗干净的FTO基板上，使溶液铺满整个FTO表面，采用旋涂法成膜，旋涂速度3000rpm，时间20s。在马弗炉中510℃烧结30min。
(4)在致密层上，丝网印刷二氧化钛浆料作为电子传输层，固含量10％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(5)在二氧化钛上，丝网印刷二氧化锆浆料作为绝缘层，固含量5％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(6)在FTO玻璃基板上，丝网印刷导电银柵，固含量70％，溶剂松油醇，在马弗炉中510℃烧结30min。
(7)量取461毫克碘化铅(PbI2)，159毫克CH3NH3I粉体，78毫克二甲亚砜混于600毫克N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌1小时，形成CH3NH3PbI3钙钛矿前驱体溶液。以此前驱体溶液为旋涂液，采用旋涂法制备未经热处理的钙钛矿薄膜，旋涂速度5000rpm，时间20s，100℃退火5分钟。
(8)在钙钛矿层上，丝网印刷碳浆料作为空穴传输层以及对电极，固含量37％，溶剂松油醇，图案一端覆盖在钙钛矿层上、另一端跨过刻蚀线，覆盖到下一个单元的银线上，得到单体钙钛矿太阳能模块。
(9)在ETFE塑料膜表面铺一层正面胶膜EVA。
(10)将单体钙钛矿太阳能模块，放在铺好层压材料的钢化玻璃上，如图2所示，排成10列4行。
(11)使用电烙铁和镀锡铜带将相邻两片单体钙钛矿太阳能模块的正、负极相连，组成两片电池串联结构。
(12)将其余电池如图1所示串联焊接，形成串联组件。
(13)在缝隙和边缘处填上间隔胶膜EVA。
(14)在串联组件背面盖上一层背面胶膜EVA，和钢化玻璃作为背板。
(15)在背板上相应位置开孔，将串联组件的正负极从孔中穿出到背板外部。
(16)将整个电池串联组件放入层压机，设定温度115℃，时间15min层压，制作成钙钛矿太阳能电池串联模组的组件。
(17)在钢化玻璃表面贴上防紫外贴膜。
(18)将边缘溢出的封装材料修剪后，安装铝合金封框。
(19)将串联组件的正负极接入接线盒，并将接线盒用硅胶固定在串联组件背面，最终制作成钙钛矿太阳能电池串联结构光伏组件。
以下实施例制作方式同实施例3，仅电池排布不同。
实施例7
同实施例3，将电池按照图3排布，制作成组件。
实施例8
同实施例3，将电池按照图4排布：
(1)使用电烙铁和镀锡铜带将相邻两片单体钙钛矿太阳能模块的正、正极相连，负、负极相连，组成两片电池并联结构；
(2)将10个电池片并成一行并联电池串，并接上二极管控制电流方向；
(3)将4行电池串，并联形成最终单行并联组件。
实施例9
同实施例3，将电池按照图5排布：
(1)将10个电池片串联成一行电池串，并接上二极管控制电流方向；
(2)将4行电池串并联，形成最终组件。
在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书。

Claims (9)

1.一种基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，包括层压件和安装在所述层压件周围的边框，所述层压件包括依次叠置的保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、和背板层，所述钙钛矿太阳能电池串包括多个钙钛矿太阳能电池片，其中，一个电池片上的底电极与相邻的另一个电池片的顶电极连接；或者，相邻两个电池片的底电极相连、顶电极相连，所述电池片排布成n×m的矩阵形成，其中n为列数，m为行数；所述填充层填充在相邻的所述电池片之间，所述填充层厚度与所述电池片厚度相当；
所述第一粘结层与所述钙钛矿太阳能电池串及填充层的正面直接接触且填充在所述钙钛矿太阳能电池串及填充层的正面与所述保护层之间；所述第二粘结层与所述钙钛矿太阳能电池串及填充层的背面及背面上的栅极、节点、汇流带直接接触，且填充在其与所述背板层之间；所述第一粘结层、所述填充层、所述第二粘结层的材质各自分别为聚乙烯辛烯共弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、和/或有机硅树脂；所述保护层和背板层分别包括TPT、TPE、BBF、APE、超白玻璃、钢化玻璃或含氟材料；
将包括保护层、第一粘结层、钙钛矿太阳能电池串及填充层、第二粘结层、和背板层的所述层压件依次叠置的在层压机内，加热使所述第一粘结层、填充层和第二粘结层熔化，以将保护层、钙钛矿太阳能电池串、和背板层粘结在一起，冷却后取出层压件，将边框安装固定在所述层压件的周围得到所述光伏组件。
2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，相邻的所述电池片之间通过连接件相连，所述连接件从一个电池片的底电极或底电极节点连接到相邻的另一个电池片的顶电极或顶电极节点；或者，通过所述连接件分别将相邻两个电池片的底电极或底电极节点相连、顶电极或顶电极节点相连。
3.根据权利要求2所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，所述连接件包括镀锡铜带或导电胶，其宽度为0.5mm~10mm。
4.根据权利要求1或2所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，所述电池片包括：依次设置的底电极及过渡层、钙钛矿层、过渡层及顶电极，底电极和钙钛矿层之间的过渡层是电子传输层，顶电极和钙钛矿层之间的过渡层是空穴传输层。
5.根据权利要求1或2所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，在所述保护层的表面设有紫外线阻挡层。
6.根据权利要求5所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，所述紫外线阻挡层包括防紫外贴膜、防紫外镀膜和/或防紫外涂膜。
7.根据权利要求1或2所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，所述边框为铝合金边框。
8.根据权利要求1所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，根据钙钛矿太阳能电池串的不同的钙钛矿吸光层耐温性能，调节所述第一粘结层、填充层和第二粘结层的固化温度。
9.根据权利要求1所述的基于钙钛矿太阳能电池的光伏组件，其特征在于，层压温度范围100℃~150℃；层压时间15min~30min。
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