CN112789489A - 具有减少的老化的光伏装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有钙钛矿PV电池的光伏装置，并且尤其涉及这种钙钛矿PV电池的老化。提出借助于电参数的测量来确定钙钛矿PV电池的内部温度或用于所述钙钛矿PV电池的内部温度的量度。对于确定对应的测量值超过阈值、即内部温度过高的情况，调整钙钛矿PV电池的运行条件使得内部温度再次降低。这例如可以通过如下方式来实现：将与钙钛矿PV电池相关联的功率电子装置的输入电阻调整成，使得由于对应改变的电流而出现较小的欧姆损耗。

Description

具有减少的老化的光伏装置

技术领域

本发明涉及一种具有钙钛矿光伏电池(PV电池)的光伏装置，并且尤其涉及这种钙钛矿PV电池的老化。

背景技术

出于环境政策原因并且日益地也出于经济原因，例如在中欧，借助于光伏(PV)的装置的太阳能发电占电力产生的份额强烈提升。在世界范围内已经安装了大量PV设备，所述PV设备主要以常规方式借助于硅基PV电池来构造，其中PV电池的光敏部件基本上由硅构成，所述PV电池在借助于光L照射时提供电压U1，即所述PV电池将射到PV电池上的光L转换成输出电压U1。然而多年来，研究所谓的钙钛矿材料如例如CH3NH3PbI3(或更普遍地(CH3NH3)MX3-xYx(其中M＝Pb或Sn，以及X，Y＝I，Br或Cl))在PV电池中的使用，所述钙钛矿材料由于其光电特性允许将电磁辐射能高效地转换成电能。一方面，钙钛矿基PV电池、即其光敏部件基本上由钙钛矿材料构成的PV电池的特征在于其比较低廉。另一方面，钙钛矿PV电池是传统硅基PV电池的重要的替选物，因为由于近年来在所述钙钛矿PV电池的受所谓的“光转换效率”(PCE(photo conversion efficiency)))影响的效率从百分之几到如今高于20％方面取得的进步表明，可实现明显超过传统PV电池的效率或效益的效率或效益。在此可设想单独地运行钙钛矿PV电池，抑或以串联PV模块、例如与传统硅PV电池组合来运行钙钛矿PV电池。后者例如在PCT/EP2018/055499中进行描述。

尽管发展大有希望，但是钙钛矿PV电池仍饱受其效率或其效能不恒定的问题。尤其地，在这个背景中已经确定：钙钛矿PV电池的效率由于其通常缺乏的热稳定性而对高温敏感地做出反应，即换言之，钙钛矿PV电池的效率随着温度升高而降低。然而，缺乏的热稳定性不仅对钙钛矿PV电池产生短期影响。温度负荷还引起钙钛矿PV电池的加速老化，例如，这可以表示可能引起光敏部件所基于的钙钛矿材料的分解以及离子迁移和/或在光敏部件中形成缺陷。所述效果中的每个效果以负面的方式和方法影响光敏部件的材料的光电性能，使得表征PV电池的参数如例如空载电压、短路电流强度以及最终效率中期至长期地变差，例如，所谓的“光子转换效率”(PCE(photon conversion efficiency))是对于所述参数的量度值。

发明内容

因此，本发明的目的是减少钙钛矿PV电池的中期和长期老化。

所述目的通过在权利要求1中描述的PV装置和在权利要求9中所描述的运行方法来实现。从属权利要求描述了有利的设计方案。

PV装置具有钙钛矿PV电池，所述钙钛矿PV电池用于将射到钙钛矿PV电池上的光L转换成可在钙钛矿PV电池的电连接部处分接的输出电压U1，以及所述PV装置具有装置，所述装置用于监控钙钛矿PV电池的当前内部温度T(t1)并且如果所述内部温度超过温度阈值TS，则采取用于降低内部温度的对应的措施。在所述背景下，所述装置设立用于确定用于钙钛矿PV电池的内部温度T的量度，并且为此至少在PV装置的测量状态下测量钙钛矿PV电池的电参数PARAM，并且从测量的参数PARAM(t1)中确定用于钙钛矿PV电池的当前内部温度T(t1)的量度。

因此，在用于运行这种PV装置的以减慢PV装置的钙钛矿PV电池的老化为最终目的的方法中，在PV装置的测量状态下测量钙钛矿PV电池的电参数，并且从测量的参数中确定用于钙钛矿PV电池的当前内部温度的量度。

在此和下面使用的应确定用于内部温度的“量度”的表达自然包含如下特点：不仅确定用于温度的量度，而且实际上还确定温度本身。对于在此提出的应用，实际上不强制性地需要存在绝对温度，因为如在下文中仍描述的，与阈值TS的比较是关键的。在所述阈值TS同样对应地确定规格或缩放的前提条件下，可以仅利用用于内部温度的量度就足够了。

为了也可以中期和长期地确保钙钛矿PV电池的高效运行，必须监控并且尽可能地避免所提及的影响老化的参数。尤其地，在此考虑钙钛矿PV电池的内部温度、即钙钛矿PV电池的内部中的温度、例如光敏部件的温度。内部温度对钙钛矿基PV电池的性能和长期稳定性具有很大影响。然而，至今借助于常用的装置直接测量内部温度不可行，因为没有具有集成的温度传感器的PV电池可用。

因此，遵循如下构思：使用温度对钙钛矿PV电池的特定的电参数的影响，以便推断出温度。特定的电参数及其变化假定为用于钙钛矿PV电池的当前内部温度的量度。所述构思所基于的方式在于，可以以减少钙钛矿PV电池的退化为目的实现PV电池的监控和对应的控制或调节，而无须物理地改变PV电池本身。

装置设立用于，将用于钙钛矿PV电池的当前内部温度T的确定的量度与阈值TS进行比较，并且对于用于当前内部温度T的确定的量度超过阈值TS的特定情况，调整钙钛矿PV电池的运行条件使得降低内部温度。因此防止由于钙钛矿PV电池的过度的内部温度引起钙钛矿PV电池的损坏和/或提前的或加速的老化。

例如，可以将在没有对应的换算的情况下还不表示温度而是仅是用于温度的量度的所测量的参数PARAM与阈值TS进行比较，同样情况适用于所述阈值，即所述阈值不表示真实的温度，而是仅是用于所述温度的量度。

所述装置还设立用于，运行PV装置的功率电子装置，使得在特定情况下通过调整PV装置的功率电子装置的输入电阻来减小在钙钛矿PV电池的输出电压U1的情况下形成的电流I1，所述功率电子装置至少在PV装置的正常的运行状态下将通过钙钛矿PV电池在借助于光L照射时提供的输出电压U1转换成可在功率电子装置的输出端A处分接的输出电压U2。

因此，运行方法提出，将用于钙钛矿PV电池的当前内部温度T的确定的量度与阈值TS进行比较，并且对于用于当前内部温度T的确定的量度超过阈值TS的特定情况，调整钙钛矿PV电池的运行条件使得内部温度降低。在特定情况下通过调整PV装置的功率电子装置的输入电阻来减小在钙钛矿PV电池的输出电压U1的情况下形成的电流I1。

由于减小的电流引起较小的欧姆损耗，并从而引起较小的放热。中期和长期地观察，这引起钙钛矿PV电池更缓慢地老化。

用于确定用于钙钛矿PV电池的当前内部温度T的量度的装置包括PV装置的电能量源和控制单元，所述控制单元基本上设置用于运行PV装置，并且所述控制单元在所述范围内也可以运行能量源。控制单元设立用于，在测量状态下运行能量源，使得为了测量电参数PARAM，经由钙钛矿PV电池的电连接部并且从电能量源馈送地将可预设的电压施加在钙钛矿PV电池上，并且尤其施加在所述钙钛矿PV电池的光敏部件上，测量钙钛矿PV电池对施加的电压的响应I1，并且从响应I1中结合施加的电压来确定电参数PARAM，使得可以推断出用于内部温度的量度。

在此理想地，电能量源是已经在功率电子装置中本来设置的能量源、例如电池组或电容器。

在所述情况下，用于确定用于钙钛矿PV电池的当前内部温度的量度的装置包括PV装置的已经所提及的功率电子装置以及PV装置的控制单元，所述控制设备也设立用于运行功率电子装置。控制单元尤其设立用于在测量状态下运行功率电子装置，使得用于测量电参数PARAM的功率电子装置经由钙钛矿PV电池的电连接部并且从集成在功率电子装置中的电能量源馈送地将可预设的电压施加到钙钛矿PV电池上，并且尤其施加到所述钙钛矿PV电池的光敏部件上，可测量钙钛矿PV电池对施加的电压的响应I1，并且可从响应I1中结合施加的电压来确定电参数PARAM，和从而可推断出用于内部温度的量度。

因此，运行方法提出，为了测量电参数PARAM，将可预设的电压施加到钙钛矿PV电池上，并且尤其施加到所述钙钛矿PV电池的光敏部件上，测量钙钛矿PV电池对施加的电压的响应I1，并且从响应I1中结合施加的电压来确定电参数PARAM，从而可以推断出用于内部温度的量度。在此理想地，电能量源是已经在功率电子装置中本来设置的能量源、例如电池组或电容器，即功率电子装置是执行上面所提及的步骤的部件。

因此，内部温度的监控可以借助于PV装置的本身存在的部件来执行。

电参数例如可以是钙钛矿PV电池的阻抗或可借助于循环伏安法的方法确定的循环伏安图，在后一种情况下尤其是测量的循环伏安图的峰值。

可以从测量的电参数、即从阻抗和/或循环伏安图中基于模型地确定用于当前内部温度的所寻找的量度和现在在此尤其当前内部温度本身。描述测量到的参数与相关联的内部温度之间的关系的基础模型理想地特定于个体的钙钛矿PV电池，即不同的模型可能可以适用于不同的钙钛矿PV电池。然而，在此应假设模型在可比较的钙钛矿PV电池中完全彼此类似。因此，由于实用性，可以将同一模型用于相同结构系列的或具有相同的技术数据的钙钛矿PV电池。

替选地也可以提出，从测量的电参数中根据与钙钛矿PV电池相关联的查找表来确定用于当前内部温度的量度。

通过监控当前内部温度或用于钙钛矿PV电池的内部温度的量度，必要时可以通过采取对应的措施来避免钙钛矿PV电池的过热，从而避免加速的老化。温度的监控和/或措施的执行可以有利地通过本来存在的功率电子装置结合PV装置的控制单元来执行，使得无须安装附加的部件。

其他优点和实施方式从附图和对应的描述中得出。

在表述“用于运行PV装置”或“控制单元设立用于运行PV装置”等方面，即其中控制单元应“运行”PV装置或其部件之一的表述，应考虑的是，根据情况和需求，相应的运行是分别运行的部件的调节或控制。假设根据情况和需求，本领域技术人员清楚的是，控制单元在相应的情况下是否被控制或被调节。

附图说明

在下文中根据附图详细阐述本发明和示例性的实施方式。在那里，不同图中的相同的部件通过相同的附图标记表示。因此可行的是，在第二图的描述中不存在针对已经结合另外的第一图已阐述的特定附图标记的详细阐述。在这种情况下，在第二图的实施方式中，即使在没有结合第二图的详细阐述的情况下，仍可以得出在那里以所述附图标记表示的部件具有与结合第一图所阐述的相同的特性和功能。此外，为了概览，在所有图中部分未示出所有附图标记，而是仅示出在相应的图的描述中参照的附图标记。

附图示出：

图1示出钙钛矿PV电池，

图2示出PV装置。

为了解释术语，应事先注意，在相应的上下文中的诸如“上部”、“下部”、“上方”、“上”、“下”等的术语涉及坐标系，在所述坐标系中存在待通过PV电池转换成电压的光的来源，即例如阳光处于PV电池“上部”或“上方”。

具体实施方式

图1示例性且简化地示出PV电池110。PV电池110具有嵌入在载体112、例如玻璃中的光敏部件111。如开始已经描述的，在借助于光L照射时提供电压U1的光敏部件111、即将射到PV电池110上的光L转换成输出电压U1的光敏部件，基本上由钙钛矿材料构成，因此PV电池110在下文中也称为“钙钛矿PV电池”。在实践中，光敏部件111由多个层构成，然而，这在此处所讨论的上下文中不起重要作用，从而不进行详细阐述。此外，PV电池110的一般工作方式以及尤其光敏部件111的一般工作方式是充分已知的，从而在下文中同样不进行详细阐述。仅提及在光敏部件111中由于借助于光L的照射而生成的输出电压U1可以在PV电池的电极113、114处分接。在实践中，电极113、114典型地在光敏部件111的整个上表面或下表面111o、111u上延伸。在此，电极113在光敏部件111的朝向光L或朝向未特意示出的对应的光源的表面111o处至少对于光L的光谱中的、光敏部件111具有其最大效率的部分是透明的。因此部分透明的材料例如可以是以Li-TFSI掺杂的Spiro-OMeTAD。相反，光敏部件111的下表面111u处的电极114不必是透明的，并且例如可以由金构成。此外，钙钛矿PV电池110具有带有线路115-1、115-2的电连接115，如图2所示，借助于所述电连接115，所述钙钛矿PV电池可与功率电子装置120连接，以便向功率电子装置120提供在照射时生成的电压U1。功率电子装置120典型地构成为逆变器，所述逆变器将由钙钛矿PV电池110提供的直流电压U1转换成适合于消耗器2的在功率电子装置的输出端124处提供的交流电压U2。

图2示例性且简化地示出PV装置1，所述PV装置具有如在图1中所阐述的钙钛矿PV电池110以及已经提及的功率电子装置120。此外，PV装置1包括控制单元130，所述控制单元设立用于根据期望的或所需的运行方式来运行PV装置1。在此，作为运行方式，例如可以提出钙钛矿PV电池110由于借助于光L的照射提供输出电压U1的正常运行以及如下文所描述的那样测量钙钛矿PV电池110的当前内部温度T的测量状态。在此尤其地，为了控制作为PV装置1的一部分的钙钛矿PV电池110的运行，实际上调节或必要时控制功率电子装置120，所述功率电子装置120一方面经由数据连接131与控制单元130连接。另一方面，功率电子装置120与PV电池110相关联，并且由钙钛矿PV电池110在借助于光L照射时生成的电压U1经由电线路115引导给功率电子装置120。

在PV装置1的正常运行中，钙钛矿PV电池110和尤其所述钙钛矿PV电池的光敏部件111借助于光L被照射，并且生成输出电压U1。所述输出电压被输送给功率电子装置120，并且在那里根据需求和通过控制单元130运行地被转换成电压U2，所述电压最终提供给电消耗器2。

如开始所提及的，在PV装置1的正常运行中可能引起钙钛矿PV电池110的明显升高的内部温度T，这对钙钛矿PV电池110的老化产生负面影响。为了在这种发展之前行动，PV装置1具有用于监控钙钛矿PV电池110的当前的即特定时刻t1的内部温度T(t1)的装置200。装置200尤其设立用于在上面介绍的测量状态下测量钙钛矿PV电池110的当前电参数PARAM(t1)，并且从测量的参数PARAM(t1)中推断出钙钛矿PV电池110的内部温度T(t1)。在有利的第一构造方案中，装置200通过控制单元130与功率电子装置120共同作用地并且尤其与集成到功率电子装置120中的能量源121共同作用地实现，但是在替选的构造方案中也可以借助于单独的能量源121'来实现。

装置200从其中推断出钙钛矿PV电池110的内部温度T的电参数PARAM可以在第一方式中是钙钛矿PV电池110的当前阻抗IMP(t1)，并且尤其光敏部件111的当前阻抗、即PARAM(t1)＝IMP(t1)。为了测量当前阻抗IMP(t1)，通过功率电子装置120并且通过控制单元130运行地，经由电线路115和电极113、114从能量源121馈送地并且以已知的方式将交流电压U_imp施加到光敏部件111上，并且测量所产生的电流，从中最终可以确定当前阻抗IMP(t1)。为待施加的电压U_imp提供电能的能量源121例如可以构成为电池组或电容器并且集成到功率电子装置120中。因为可以以本身已知的阻抗测量的原理为前提，所以在此不再阐述。仅提及，交流电压U_imp的频率在测量的过程中必要时可以改变，以便在最终效果中实现更精确的结果，因为针对不同的频率f确定多个阻抗IMP，使得根据多个独立的测量值IMP(f)来进行温度T的确定。最终，如此确定的钙钛矿PV电池110的当前阻抗IMP(t1)用作用于钙钛矿PV电池110的当前温度的量度。

在第二方式中，装置200从其中推断出钙钛矿PV电池110的当前内部温度T(t1)的当前电参数PARAM(t1)可以替代阻抗是可借助于循环伏安法的方法确定的当前循环伏安图CYCL(t1)，即PARAM(t1)＝CYCL(t1)，其中确定的或测量的循环伏安图CYCL(t1)表示用于待确定的当前内部温度T(t1)的量度。在此，纯粹示例性地参考M.Schelter等人在12.Dresdner Sensor-Symposium 2015(第239-244页)的手稿中公开的“Cyclovoltammetrische Bestimmung redoxaktiver Gase mittels einesFestelektrolytsensors”，其中示出借助于循环伏安法测量的循环伏安图与测量电池的相应的温度的相关性。因此，可以从测量的循环伏安图中推断出分别存在的温度。在循环伏安法中，已知地例如将时间上基本上锯齿形的电压变化曲线施加到电极对上。因此，功率电子装置120通过控制单元130运行地经由电线路115和电极113、114并且从能量源121馈送地，将锯齿形的电压U_cycl施加到光敏部件111上，并且在对应的时间段上测量所产生的电流I_cycl，从中最终可以确定所谓的循环伏安图CYCL(t1)，在所述循环伏安图中关于施加的电压U_cycl绘制所测量的电流I_cycl，并且例如测量已经开始的时刻t1可以与所述测量的电流I_cycl相关联。循环伏安图CYCL的特征在于，所述循环伏安图也如阻抗IMP那样是温度相关的，使得可以从循环伏安图CYCL中推断出温度T。最终，循环伏安图可以借助于不同的变量来描述，例如所述循环伏安图具有特征峰值I_cycl_max。待测量的电参数PARAM(t1)例如可以通过所述峰值或尤其所述峰值的高度来实现，即PARAM(t1)＝I_cycl_max。

不仅在用于确定PARAM(t1)的基于阻抗测量的第一方式中而且在其中根据循环伏安法测量来确定电参数PARAM(t1)的第二方式中，装置200可以设立成，使得从测量的当前电参数PARAM(t1)＝IMP(t1)或PARAM(t1)＝CYCL(t1)中基于模型地确定当前温度T(t1)。描述测量的参数PARAM(t1)与相关联的内部温度T(t1)之间的关系的对应的基础模型M理想地特定于个体的钙钛矿PV电池110，即不同的模型M必要时可以适用于不同的钙钛矿PV电池。然而，在此要假设模型M在可比较的钙钛矿PV电池中完全彼此类似。因此，由于实用性，可以将同一模型M用于相同结构系列的或具有相同的技术数据的钙钛矿PV电池。因此，模型M是将钙钛矿PV电池11的内部温度T(t1)与测量的参数PARAM(t1)相关联的函数，即T(t1)＝M(PARAM(t1))。为了确保测量的明确性，这种模型M应至少在相关的测量范围内显示在观察到的变量T与PARAM之间的严格单调的关系。

替选于基于模型地确定钙钛矿PV电池110的当前内部温度T(t1)，装置200可以工作或设立成，从测量的电参数PARAM(t1)中根据与钙钛矿PV电池110相关联的查找表来确定当前温度T(t1)。为了确定用于钙钛矿PV电池110的这种查找表，例如尤其在安装钙钛矿PV电池110之前，可以将PV电池110在排定得足够长的时间段中暴露于固定的环境条件，使得可以以足够的安全性假设内部温度T对应于钙钛矿PV电池110的环境的已知温度。然后可以将从在对应的时刻t0执行的阻抗IMP的测量中得出的阻抗值IMP(t0)或对应地确定的循环伏安图CYCL(t0)与对应的温度T(t0)相关联。这针对多个温度执行，并且例如以分别对应的得到的阻抗值或循环伏安图填充查找表，然后可以在钙钛矿PV电池110的正常运行中使用所述查找表，以便从测量的阻抗值IMP(t1)或从测量的循环伏安图CYCL(t1)中推断出当前内部温度T(t1)。

因此随后，在用于测量当前电参数PARAM(t1)的两个方式中，在装置200中并且尤其通过其控制单元130，可以从所述参数PARAM(t1)中导出当前内部温度T(t1)。此外，控制单元130设立用于基于所述测量来监控内部温度T，并且必要时采取在钙钛矿PV电池110的减少的老化方面的措施。监控例如可以通过如下方式来进行：在多个时刻ti执行内部温度T(ti)的所描述的确定，其中i＝1，2，3，...。控制单元130将分别确定的当前内部温度T(ti)与温度阈值TS进行比较。将温度阈值TS选择成，使得只要当前内部温度T(ti)低于所述阈值TS，钙钛矿PV电池110就不遭受中期或长期损坏，即使得钙钛矿PV电池110的老化至少并不由于内部温度T而显著进展。因此，所述阈值TS与材料相关的温度相关，在所述温度下例如光敏部件111的材料开始分解等。典型地，所述温度或阈值TS可以处于约TS＝120℃的数量级。然而，如所示的，这完全随着光敏部件111所基于的材料而改变。

对于当前内部温度T超过温度阈值TS的情况，装置200和尤其控制单元130促使调整钙钛矿PV电池110的运行条件使得内部温度至少返回到T<TS。因此防止由于钙钛矿PV电池110的过度的内部温度引起钙钛矿PV电池110的损坏和/或提前的或加速的老化。

待调整的运行条件例如可以包括钙钛矿PV电池110的运行电压以及运行电流，所述运行条件通过控制单元130与功率电子装置120共同作用地调整成，使得由于钙钛矿PV电池110中的较少的放热而实现期望的温度降低。在此，运行条件调整成，使得例如减少欧姆损耗，使得产生减少的放热。具体地，例如可以通过对应地调整功率电子装置120的输入电阻123来引起改变并且尤其减小在钙钛矿PV电池110的输出电压U1的情况下得出的电流产量I1。这也得出钙钛矿PV电池110在其特征电流-电压特征曲线上的工作点的改变，所述工作点虽然可能不再对应于最佳工作点(“最大功率点(Maximum Power Point)”或MPP)，但是在所述最佳工作点中，钙钛矿PV电池110的内部温度T由于优选地减小的电流I1而降低。由于减小的电流而引起较小的欧姆损耗，从而引起较小的放热。中期或长期看，这引起钙钛矿PV电池110更缓慢地老化。

在上面所提及的第一构造方案中，通过控制单元130与PV装置1的功率电子装置120和集成在其中的能量源121共同作用地实现装置200用于监控钙钛矿PV电池110的当前内部温度T(t1)，并且如果所述当前内部温度超过温度阈值TS，则采取用于降低内部温度的对应的措施。在此，表述“集成”应理解为，即提供在两个方式中所需的电压的能量源121不仅例如安置在功率电子装置120的壳体中。更确切地说，“集成”意味着，在所述情况下尤其构成为电池组或电容器的能量源121以电路技术集成到功率电子装置120的电路中。能量源121可以特别有利地是在功率电子装置120的电路中本来设置的部件。这也开辟如下可行方案：在PV装置1的正常运行中、即尤其当内部温度T低于温度阈值TS时，能量源121可以通过在借助于光L照射时由钙钛矿PV电池110提供的输出电压U1来充电。在PCT/EP2015/061129和PCT/EP2015/061932中示出具有集成到功率电子装置中的储能器的这种电路的示例。

替选于集成到功率电子装置120中，能量源121也可以是布置在功率电子装置120外并且与功率电子装置120无关地布置的单独的能量源121'，例如可以是电池组，或者也可以是公共的或非公共的电网处的连接部。这在图2中通过用虚线绘制的能量源121'表明，所述能量源例如可以经由电连接115和对应的电极113、114与光敏部件111连接。替选地，能量源121'当然也可以经由单独的附加连接与光敏部件111的电极113、114连接。然而，就此而言，这不那么有利，因为在所述情况下，在对应的布线和接触方面会需要附加的耗费。根据单独的能量源121'的类型，可能需要电子装置122'，所述电子装置122'将例如由电网121'提供的交流电压转换成用于确定PARAM所需的电压U_imp或U_cycl。在此，根据需求例如可以构成为整流器、变流器或逆变器的电子装置122'将由控制单元130对应地运行。

然而，相对于使用单独的能量源121'，将能量源121集成到功率电子装置120中带有显著优点：可以使用在控制单元130与功率电子装置120之间本来存在的数据连接131，以便直接运行功率电子装置120中的能量源121，使得所述能量源在特定情况下提供所需的电压U_imp或U_cycl。使用在功率电子装置120的电子电路中已经存在的能量源是特别有利的。这种现代的功率电子装置120通常与所谓的“功率优化装置”(英文：“poweroptimizer”)连接或包括所述“功率优化装置”，所述功率优化装置与逆变器120电耦联，并且具有可用作能量源的部件或本身可以用作所述部件。在这里描述的应用中，功率电子装置120的电子电路的所述部件可以用作用于在电极113、114处提供偏压的电能的源121，其中在控制单元130方面实现对应所需的控制或调节。因此，在所描述的情况下，不必改变功率电子装置120，而是使用可用的电子电路。

与能量源121的类型无关地，即如在PCT/EP2015/061129和PCT/EP2015/061932中那样集成到功率电子装置120中或通过功率优化装置实现，在用于确定电参数PARAM(t1)的两个方式中确定用于钙钛矿PV电池110的当前内部温度T(t1)的量度。一旦所述量度暗含超过了预设的温度阈值，就调整钙钛矿PV电池110的运行条件使得内部温度至少返回到T＜TS。

附图标记

1 PV装置

110 钙钛矿PV电池

111 光敏部件

111o 上表面

111u 下表面

112 载体

113 电极

114 电极

115 电连接部、连接

115-1 电线路

115-2 电线路

120 功率电子装置

121 能量源、电池组、电容器、超级电容

121' 能量源、电网

122' 电子装置

123 输入电阻

124 输出端

130 控制单元

131 数据连接

Claims (15)

1.一种PV装置(1)，具有：

-钙钛矿PV电池(110)，所述钙钛矿PV电池用于将射到所述钙钛矿PV电池(110)上的光L转换成输出电压U1，以及

-用于确定用于所述钙钛矿PV电池(110)的内部温度T的量度的装置(200)，

其中

-所述装置(200)设立用于至少在所述PV装置(1)的测量状态下测量所述钙钛矿PV电池(110)的电参数PARAM(t1)，并且从测量的所述参数PARAM(t1)中确定用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T(t1)的所述量度。

2.根据权利要求1所述的PV装置(1)，其特征在于，所述装置(200)设立用于将确定的用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T的所述量度与阈值TS进行比较，并且对于确定的用于所述当前内部温度T(t1)的量度超过所述阈值TS的特定情况，调整所述钙钛矿PV电池(110)的运行条件使得所述钙钛矿PV电池(110)的内部温度T降低。

3.根据权利要求2所述的PV装置(1)，其特征在于，所述装置(200)设立用于运行所述PV装置(1)的功率电子装置(120)，使得在特定情况下通过调整所述PV装置(1)的功率电子装置(120)的输入电阻(123)来减小在所述钙钛矿PV电池(110)的输出电压U1的情况下得出的电流(I1)，所述功率电子装置至少在所述PV装置(1)的正常的运行状态下将通过所述钙钛矿PV电池(110)在借助于光L照射时提供的所述输出电压U1转换成能够在所述功率电子装置(120)的输出端(124)处分接的输出电压U2。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的PV装置(1)，其特征在于，用于确定用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T的量度的所述装置(200)包括：

-电能量源(121，121')，以及

-控制单元(130)，所述控制单元用于运行包括所述能量源(121，121')的所述PV装置，其中所述控制单元(130)设立用于，

-在所述测量状态下运行所述能量源(121，121')，使得为了测量所述电参数PARAM，经由所述钙钛矿PV电池(110)的电连接部(115)并且从所述电能量源(121，121')馈送地将可预设的电压(U_imp，U_cycl)施加到所述钙钛矿PV电池(110)上，并且尤其施加到所述钙钛矿PV电池(110)的光敏部件(111)上，

-测量所述钙钛矿PV电池(110)对施加的所述电压(U_imp，U_cycl)的响应(I1)，

-从所述响应(I1)中结合施加的所述电压(U_imp，U_cycl)确定所述电参数PARAM。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的PV装置(1)，其特征在于，用于确定用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T(t1)的所述量度的所述装置(200)包括：

-所述PV装置(1)的功率电子装置(120)，以及

-所述PV装置(1)的控制单元(130)，所述控制单元用于运行包括所述功率电子装置(120)的所述PV装置(1)，其中所述控制单元(130)设立用于在所述测量状态下运行所述功率电子装置(120)，使得

-用于测量所述电参数PARAM的所述功率电子装置(120)经由所述钙钛矿PV电池(110)的电连接部(115)并且从集成在所述功率电子装置(120)中的电能量源(121)馈送地将可预设的电压(U_imp，U_cycl)施加到所述钙钛矿PV电池(110)上，并且尤其施加到所述钙钛矿PV电池(110)的光敏部件(111)上，

-能够测量所述钙钛矿PV电池对施加的所述电压(U_imp，U_cycl)的响应(I1)，

-能够从所述响应(I1)中结合施加的所述电压(U_imp，U_cycl)来确定所述电参数PARAM。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的PV装置(1)，其特征在于，所述电参数PARAM是所述钙钛矿PV电池(110)的阻抗IMP，其中测量的所述阻抗IMP(t1)表示用于待确定的所述当前内部温度T(t1)的所述量度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的PV装置(1)，其特征在于，所述电参数PARAM是能够借助于所述循环伏安法的方法确定的循环伏安图CYCL、尤其所述循环伏安图CYCL的峰值I_cycl_max，其中测量的所述循环伏安图CYCL(t1)表示用于待确定的所述当前内部温度T(t1)的所述量度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的PV装置(1)，其特征在于，所述装置(200)设立用于从测量的所述电参数PARAM(t1)中基于模型地确定用于所述当前内部温度T(t1)的所述量度。

9.一种用于运行根据权利要求1所述的PV装置(1)的方法，所述方法用于减慢所述PV装置(1)的钙钛矿PV电池(110)的老化，其中在所述PV装置(1)的测量状态下测量所述钙钛矿PV电池(110)的电参数PARAM，并且从测量的所述参数PARAM(t1)中确定用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T(t1)的所述量度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将确定的用于所述钙钛矿PV电池(110)的当前内部温度T(t1)的所述量度与阈值TS进行比较，并且对于确定的用于所述当前内部温度T(t1)的所述量度超过所述阈值TS的特定情况，调整所述钙钛矿PV电池(110)的运行条件使得所述内部温度T降低。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在特定情况下通过调整所述PV装置(1)的功率电子装置(120)的输入电阻(123)来减小在所述钙钛矿PV电池(110)的输出电压U1的情况下得出的电流(I1)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，为了测量所述电参数PARAM，将可预设的电压(U_imp，U_cycl)施加到所述钙钛矿PV电池(110)上，并且尤其施加到所述钙钛矿PV电池(110)的光敏部件(111)上，测量所述钙钛矿PV电池对施加的所述电压(U_imp，U_cycl)的响应(I1)，并且从所述响应(I1)中结合施加的所述电压(U_imp，U_cycl)来确定所述电参数PARAM。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使用所述PV装置(1)的功率电子装置(120)，以便将可预设的所述电压(U_imp，U_cycl)施加到所述钙钛矿PV电池(110)上，和/或以便测量所述钙钛矿PV电池对施加的所述电压(U_imp，U_cycl)的所述响应(I1)。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述电参数PARAM是所述钙钛矿PV电池(110)的阻抗IMP或能借助于所述循环伏安法的方法能够确定的循环伏安图CYCL、尤其所述循环伏安图CYCL的峰值I_cycl_max。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，从测量的所述电参数PARAM中基于模型地确定用于所述当前内部温度T(t1)的所述量度。

Images