CN109524555B - 用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件封装的去潮除氧封装装置，包括上盖、压缩气囊、玻璃板/封胶膜储存腔和加热系统；压缩气囊设置于上盖下方，压缩气囊与上盖之间形成上真空室，玻璃板/封胶膜储存腔设置于上盖和压缩气囊下方；所述加热系统包括发热板，用于对放置于其上的待封装太阳能电池组件进行加热干燥；压缩气囊与发热板之间构成下真空室；所述玻璃板/封胶膜储存腔包括玻璃板/封胶膜入口、夹具、滑道；所述滑道能够将玻璃板与封胶膜运送至放在发热板上的待封装电池表面。使用本发明的去潮除氧封装装置对太阳能电池组件进行封装，可充分去除电池组件表面的水氧，保证光伏组件产品的密封性，提高封装组件的长期稳定性。

Description

用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置。

背景技术

目前，全球生态环境和能源短缺问题日益严重，太阳能光伏发电受到各国普遍关注。产业化晶体硅的电池转换效率约为20％，进一步提升效率存在技术和成本的制约瓶颈。而钙钛矿太阳能电池的转换效率在短短数年时间从3.8％提升到23.4％，并且仍在不断刷新。钙钛矿体系是指一类与钙钛矿具有相似晶体结构的有机-无机杂化无体系的总称。钙钛矿具有复杂的电学和光学特性，其核心光电转换材料具有廉价、容易制备的特点，这为其大规模、低成本制造提供了可能。同时单晶硅的带隙大约为1.1eV，是理想的窄带隙子电池。钙钛矿材料具有带隙连续可调(1.25-2.0eV)的特点。基于上述特点，在硅太阳能电池上叠加钙钛矿太阳能电池，制备钙钛矿/硅叠层太阳能电池，可有效扩展太阳能电池的光谱吸收范围，显著提高电池的能量转换效率，是光伏技术发展的前沿与必然趋势。

太阳能电池由于易受环境中水汽、氧气、灰尘、腐蚀性化学物质和外力冲击等的影响，导致损坏、性能下降甚至失效，无法长期稳定地在自然环境中工作。且单个太阳电池电流和电压输出值较小，无法满足实际应用对输出功率的要求。因此，须将太阳能电池串、并联，实施封装保护，制成几瓦到数百瓦不同输出功率的光伏发电组件。常用的组件封装装置主要为层压机。组件封装技术与太阳能电池的功率输出、工作寿命、可靠性和成本紧密相关。

与硅太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池中的吸光层、空穴传输层及电子传输层等对水氧更加敏感，长期暴露在水氧中会导致相关材料分解及器件效率的快速衰减。因此，对于钙钛矿/硅叠层太阳能电池，有效可靠的封装技术和封装装置十分必要。目前，常规太阳能封装装置为层压机，包括上下真空室和气囊。使用层压机时，将玻璃板、上封胶膜、太阳能电池、下封胶膜和背板玻璃按一定次序层叠之后放入层压机进行抽气加热和压合封装。在层压机压合的过程中，由于电池的上下均覆盖封胶膜和玻璃盖板，电池内外表面所吸附的水氧在加热和真空作用下虽然可以解除吸附，但由于大面积层状胶膜和盖板的存在，无法快速扩散出来，造成封装之后大量水氧被封装在电池内部，影响太阳能电池后续的使用。可以看到，现有封装装置不能满足钙钛矿/硅太阳能电池对超低水氧环境的苛刻要求，使得钙钛矿/硅叠层太阳能电池难以长期高效稳定的工作。这对组件封装装置提出了更高的技术要求，要求设计一种适用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池的封装装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足而提供用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，在充分去除电池组件表面水氧基础上，保证光伏组件产品的密封性，提高封装组件的长期稳定性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，所述去潮除氧封装装置包括密闭壳体和安装于密闭壳体上的上盖、压缩气囊、玻璃板/封胶膜储存腔和加热系统；

所述上盖包括与真空泵相连的第一抽气孔、第二抽气孔；所述上盖与玻璃板/封胶膜储存腔相连，能够打开；

压缩气囊设置于上盖下方，压缩气囊与上盖之间形成上真空室，第一抽气孔位于上真空室；

玻璃板/封胶膜储存腔设置于上盖和压缩气囊下方；

所述加热系统包括发热板，用于对放置于其上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行加热干燥；压缩气囊与发热板之间构成的密闭腔室为下真空室；

所述玻璃板/封胶膜储存腔包括玻璃板/封胶膜入口、夹具、滑道；所述滑道能够将玻璃板与封胶膜运送至放在发热板上的待封装电池表面。

进一步的，所述压缩气囊能够在上真空室充气时，伸至放置在发热板上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件表面，对太阳能电池组件进行压合封装。

进一步的，所述滑道为金属滑道或塑料滑道。

进一步的，所述夹具为金属夹具、橡胶夹具或塑料夹具。

总体而言，按照本发明的上述技术构思与现有技术相比，主要具备以下优点：

(1)使用本发明的去潮除氧封装装置对钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件先进行加热去潮除氧处理，再敷设上封胶膜和玻璃板进行层压，可以充分彻底的去除电池内外表面的水氧，保证电池组件产品的密封性。解决了常规太阳能电池组件封装过程中由于抽真空和加热时，电池上下表面封装胶膜和上下盖板的存在导致水氧无法快速扩散出来，引起的大量水氧被封装在电池内部的问题，实现了钙钛矿/硅叠层太阳能电池封装组件效率的长期稳定。

(2)本发明的去潮除氧封装装置包括上真空室、压缩气囊、玻璃板/封胶膜储存腔、下真空室和加热系统，制作工艺简单，使用条件容易满足，易于操作控制，便于工业化生产。

附图说明

图1为所述用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置的结构示意图。

元件标号说明

1.上盖，11.第一抽气孔，12.第二抽气孔；

2.压缩气囊；

3.玻璃板/封胶膜储存腔，31.玻璃板/封胶膜入口，32.夹具，33.滑道；

4.加热系统，41.发热板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提供用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，其特征在于：所述去潮除氧封装装置包括：壳体和安装于壳体上的上盖1、压缩气囊2、玻璃板/封胶膜储存腔3和加热系统4。

如图1所示，所述上盖1包括与真空泵相连的第一抽气孔11、第二抽气孔12；所述第一抽气孔11、第二抽气孔12与真空泵相连；所述上盖1与玻璃板/封胶膜储存腔3相连，可打开。

如图1所示，压缩气囊2设置于上盖1下方，压缩气囊2与上盖1之间形成上真空室，第一抽气孔11位于上真空室；所述压缩气囊2可大幅度伸缩，在上真空室充气时，可伸至放置在发热板41上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件表面，对太阳能电池组件进行压合封装。

如图1所示，玻璃板/封胶膜储存腔3设置于上盖1和压缩气囊2下方；所述玻璃板/封胶膜储存腔3包括玻璃板/封胶膜入口31、夹具32、滑道33；所述夹具为上下两块金属块,与自动装置相连,将待封装胶膜夹住,需要时通过控制开关自动松开；所述滑道33为带有自动导轨的滑道,与夹具相连,可将玻璃板与封胶膜运送至放在发热板41上的待封装电池表面；

如图1所示，加热系统4设置于玻璃板/封胶膜储存腔3下方；所述加热系统4包括发热板41，可对放置于其上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行加热干燥。

作为示例，所述滑道33包括但不限于金属滑道、塑料滑道等。

作为示例，所述夹具32包括但不限于金属夹具、橡胶夹具、塑料夹具等。

作为示例，所述上盖1与压缩气囊2之间构成的密闭腔室为上真空室；所述压缩气囊2与发热板41之间构成的密闭腔室为下真空室。

本实施例还提供用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置的封装方法，包括步骤：

第一步，将PET背板材料、下封装胶膜、钙钛矿/硅叠层太阳能电池自下而上依次层叠，放在发热板41上，将上封胶膜和玻璃板放入玻璃板/封胶膜储存腔3，用夹具31夹住；

第二步，闭合上盖1，开启去潮除氧封装装置，开启真空泵抽真空，对在真空环境中对层叠好的待封装电池组件进行加热去潮除氧处理，去除钙钛矿/硅叠层太阳能电池表面多余的水氧；

第三步，加热去潮除氧处理完毕后，玻璃板/封胶膜储存腔3的上封胶膜和玻璃板沿滑道33移动至电池组件上方，夹具32松开，上封胶膜和玻璃板覆盖于电池组件表面；

第四步，发热板41继续加热，维持在封胶膜的熔化温度，上真空室充气，压缩气囊伸展，对电池组件进行压合。

第五步，下真空室充气，打开上盖1，取出封装好的电池组件。

如上所述，本发明的用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，具有以下

有益效果：

1使用本发明的去潮除氧封装装置对钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件先进行加热去潮除氧处理，再敷设上封胶膜和玻璃板进行层压，可以充分彻底的去除电池内外表面的水氧，保证电池组件产品的密封性。解决了常规太阳能电池组件封装过程中由于抽真空和加热时，电池上下表面封装胶膜和上下盖板的存在导致水氧无法快速扩散出来，引起的大量水氧被封装在电池内部的问题，实现了钙钛矿/硅叠层太阳能电池封装组件效率的长期稳定。

2本发明的去潮除氧封装装置包括上真空室、压缩气囊、玻璃板/封胶膜储存腔、下真空室和加热系统，制作工艺简单，使用条件容易满足，易于操作控制，便于工业化生产。

总的来说，使用用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置进行封装，可充分去除电池组件表面的水氧，保证光伏组件产品的密封性，提高封装组件的长期稳定性。同时本发明具有制作工艺简单，操作方便，有利于工业化生产。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者，在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，其特征在于：所述去潮除氧封装装置包括密闭壳体和安装于密闭壳体上的上盖(1)、压缩气囊(2)、玻璃板/封胶膜储存腔(3)和加热系统(4)；

所述上盖(1)包括与真空泵相连的第一抽气孔(11)、第二抽气孔(12)；所述上盖(1)与玻璃板/封胶膜储存腔(3)相连，能够打开；

压缩气囊(2)设置于上盖(1)下方，压缩气囊(2)与上盖(1)之间形成上真空室，第一抽气孔(11)位于上真空室；

玻璃板/封胶膜储存腔(3)设置于上盖(1)和压缩气囊(2)下方；

所述加热系统(4)包括发热板(41)，用于对放置于其上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行加热干燥；压缩气囊(2)与发热板(41)之间构成的密闭腔室为下真空室；第二抽气孔(12)位于下真空室；

所述玻璃板/封胶膜储存腔(3)包括玻璃板/封胶膜入口(31)、夹具(32)、滑道(33)；所述滑道(33)能够将玻璃板与封胶膜运送至放在发热板(41)上的待封装电池表面。

2.根据权利要求1所述的用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，其特征在于：所述压缩气囊(2)能够在上真空室充气时，伸至放置在发热板(41)上的待封装钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件表面，对太阳能电池组件进行压合封装。

3.根据权利要求1所述的用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，其特征在于：所述滑道(33)为金属滑道或塑料滑道。

4.根据权利要求1所述的用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮除氧封装装置，其特征在于：所述夹具(32)为金属夹具、橡胶夹具或塑料夹具。

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