CN208722893U - 一种电池组件封装结构及电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电池组件封装结构及电池组件，其中，电池组件封装结构包括：基板；位于基板一侧的光电层；位于光电层上的电极和第一无机材料层；位于第一无机材料层上的至少一个水汽吸附结构，水汽吸附结构包括水汽吸附剂以及水汽阻隔层；水汽阻隔层包括至少一个通道，水汽吸附剂填充于所述通道内；位于第一无机材料层上的有机材料层；位于有机材料层上的第二无机材料层。有机材料层中设置水汽吸附结构，可以有效阻止水汽进入光电层内部，增强电池组件的水汽阻隔能力；并且，水汽吸附剂填充在水汽阻隔层的通道内，水汽阻隔层可以将水汽封锁在水汽吸附结构内，避免水汽进入有机材料层，保证电池组件封装结构的封装效果良好。

Description

一种电池组件封装结构及电池组件

技术领域

本实用新型实施例涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种电池组件封装结构及电池组件。

背景技术

近年来，由于传统能源问题日渐突出，新能源发展迅速，尤其以太阳能作为重视发展的能源之一。目前传统的太阳能发电技术是晶硅电池技术，但是晶硅太阳能技术存在一些缺点，主要是其光电转化效率已经接近其理论极限，上升空间不大，另外硅材料的脆性特质也阻碍了其变成柔性大规模应用在建筑以及柔性等应用领域。薄膜太阳能具有质轻的优点，便于柔性应用，可以很好的与轻质屋面与墙面结合，其发展越来越受到产业的重视。

太阳能电池中核心材料都对水汽十分敏感，暴露在大气环境下都及其容易发生电效率的衰减，因此阻水封装结构对其保护非常重要。现有常规的阻水材料有玻璃，有机膜等，但是前者由于其笨重且不能实现弯折，应用十分受限，后者由于有机材料对阻水性能阻水能力有限，阻水效果并不是很好。

现有公开的技术主要是将阻水膜结构模块直接采用层压方式直接贴附到电池表面，从而完成封装，此种方式有诸多问题，如费用高昂，阻水性能差，耐环境老化等信赖性不佳，且厚度较厚，重量与携带性都不佳。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种电池组件封装结构及电池组件，以解决现有技术中电池组件封装时容易被水汽侵蚀的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池组件封装结构，包括：

基板；

位于所述基板一侧的光电层；

位于所述光电层远离所述基板一侧的电极；

位于所述光电层远离所述基板一侧的第一无机材料层，所述第一无机材料层包覆所述电极，且所述第一无机材料层在所述基板上的垂直投影覆盖所述光电层在所述基板上的垂直投影；

位于所述第一无机材料层远离所述光电层一侧的至少一个水汽吸附结构，所述水汽吸附结构包括水汽吸附剂以及水汽阻隔层；其中，所述水汽阻隔层包括至少一个通道，所述水汽吸附剂填充于所述通道内；

位于所述第一无机材料层远离所述光电层一侧的有机材料层，所述有机材料层包覆所述水汽吸附结构；

位于所述有机材料层远离所述第一无机材料层一侧的第二无机材料层。

可选的，沿垂直所述基板的方向，所述通道贯穿所述水汽阻隔层。

可选的，所述水汽吸附结构在所述基板上的垂直投影位于所述电极在所述基板上的垂直投影内。

可选的，所述水汽阻隔层为圆柱体或者棱柱体。

可选的，所述水汽阻隔层为空心圆柱体或者空心棱柱体。

可选的，所述电池组件封装结构包括多个所述水汽吸附结构，多个所述水汽吸附结构均匀分布在所述有机材料层的边缘区域。

可选的，所述电池组件封装结构包括多个所述水汽吸附结构，多个所述水汽吸附结构彼此连接形成一水汽吸附环形结构，所述水汽吸附环形结构位于所述有机材料层的边缘区域。

可选的，所述水汽吸附剂包括氧化钙、氯化钙、氯化镁以及硫酸镁中的至少一种。

可选的，沿垂直所述基板的方向上，所述第一无机材料层的厚度为L1，其中0.1μm≤L1≤5μm；所述有机材料层的厚度为L2，其中5μm≤L2≤50μm；所述第二无机材料层的厚度为L3，其中0.1μm≤L3≤5μm。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电池组件，包括第一方面所述的电池组件的封装结构。

本实用新型实施例提供的电池组件封装结构及电池组件，通过设置第一无机材料层-有机材料层-第二无机材料层的叠层封装结构，保证水汽阻隔效果好；同时，通过有机材料层中设置至少一个水汽吸附结构，通过水汽吸附结构吸附进入到电池组件内的水汽，可以进一步有效阻止水汽从电池组件的上表面进入光电层内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果；并且，水汽吸附结构中的水汽吸附剂填充在水汽阻隔层的通道内，水汽阻隔层可以将水汽封锁在水汽吸附结构内，避免水汽进入有机材料层，保证有机材料层不会因水汽侵蚀发生裂解或者降解现象，进一步保证电池组件封装结构的封装效果良好。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电池组件封装结构的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的电池组件封装结构可以包括基板1、位于基板1一侧的光电层2；位于光电层2远离基板1一侧的电极3；位于光电层2远离基板1一侧的第一无机材料层4，第一无机材料层4包覆电极3，且第一无机材料层4在基板1上的垂直投影覆盖光电层2在基板1上的垂直投影；位于第一无机材料层4远离光电层2一侧的至少一个水汽吸附结构5，水汽吸附结构5 包括水汽吸附剂51以及水汽阻隔层52；其中，水汽阻隔层52包括至少一个通道53，水汽吸附剂51填充于通道53内；位于第一无机材料层4远离光电层2 一侧的有机材料层6，有机材料层6包覆水汽吸附结构5；位于有机材料层6远离第一无机材料层4一侧的第二无机材料层7。通过设置第一无机材料层4-有机材料层6-第二无机材料层7的叠层封装结构，保证水汽阻隔效果好；同时，通过有机材料层6中设置至少一个水汽吸附结构5，通过水汽吸附结构5吸附进入到电池组件内的水汽，可以进一步有效阻止水汽从电池组件的上表面进入光电层内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果；并且，水汽吸附结构5中的水汽吸附剂51填充在水汽阻隔层52的通道53内，水汽阻隔层52可以将水汽封锁在水汽吸附结构5内，避免水汽进入有机材料层6，保证有机材料层6不会因水汽侵蚀发生裂解或者降解现象，进一步保证电池组件封装结构的封装效果良好。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

可选的，基板1可以为柔性基板，也可以为非柔性基板，例如硅基基板，本实用新型对此不进行限定。光电层2位于基板1上，电极3设置在光电层2 上，由于光电层2对水汽十分敏感，暴露在大气环境下及其容易发生电效率的衰减，因此本实用新型在光电层2远离基板1的一侧依次设置第一无机材料层4、有机材料层6和第二无机材料层7，第一无机材料层4在基板1上的垂直投影覆盖光电层2在基板1上的垂直投影，有机材料层6在基板1上的垂直投影覆盖第一无机材料层4在基板1上的垂直投影，第二无机材料层7在基板1上的垂直投影覆盖有机材料层6在基板1上的垂直投影，通过第一无机材料层4、有机材料层6和第二无机材料层7的叠层封装结构阻隔水汽，避免水汽进入电池组件内部，提升电池组件的封装效果。需要说明的是，本实用新型实施例仅以电池组件封装结构包括第一无机材料层4-有机材料层6-第二无机材料层7的三层叠层结构为例进行说明，可以理解的是，电池组件封装结构还可以是包括多层无机材料层-有机材料层的叠层结构，例如第一无机材料层-第一有机材料层-第二无机材料层-第二有机材料层-第三无机材料层的五层叠层结构，本实用新型实施例对此不进行限定。

对于“侥幸”透过第二无机材料层7进入到电池组件封装结构内的水汽，在第一无机材料层4远离光电层2的一侧设置至少一个水汽吸附结构5，通过水汽吸附结构5进一步吸收进入到电池组件内的水汽，进一步提升电子组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果。并且，由于水汽吸附结构5包括水汽吸附剂51和水汽阻隔层52，水汽吸附剂51填充在水汽阻隔层52的通道53内，水汽吸附剂51吸附的水汽被水汽阻隔层52牢牢封锁在水汽吸附结构5内，保证水汽不会进入到有机材料层6内，保证有机材料层6不会因水汽侵蚀发生裂解或者降解现象，进一步保证电池组件封装结构的封装效果良好。

本实用新型实施例提供的电池组件封装结构，通过设置第一无机材料层-有机材料层-第二无机材料层的叠层封装结构，保证水汽阻隔效果好；同时，通过有机材料层中设置至少一个水汽吸附结构，通过水汽吸附结构吸附进入到电池组件内的水汽，可以进一步有效阻止水汽从电池组件的上表面进入光电层内部，增强电池组件的水汽阻隔能力，提升电池组件的封装效果；并且，水汽吸附结构中的水汽吸附剂填充在水汽阻隔层的通道内，水汽阻隔层可以将水汽封锁在水汽吸附结构内，避免水汽进入有机材料层，保证有机材料层不会因水汽侵蚀发生裂解或者降解现象，进一步保证电池组件封装结构的封装效果良好。

继续参考图1所示，沿垂直基板1的方向，通道53可以贯穿水汽阻隔层52，即通道53完全贯穿水汽阻隔层52的上表面和下表面，水汽吸附剂51填充于通道53内，保证水汽吸附剂51填充剂量较大，可以吸收更多的水汽。需要说明的是，图1仅以通道53垂直贯穿水汽阻隔层52为例进行示例性说明，可以理解的是，通道53也可以是与垂直基板1的方向呈一定夹角的形式贯穿水汽阻隔层，所述夹角可以为10°或者20°，本实用新型实施例对此不进行限定。

继续参考图1所示，水汽吸附结构5在基板1上的垂直投影位于电极3在基板1上的垂直投影内，即水汽吸附结构5的覆盖面积小于或者等于电池3的覆盖面积。由于电池3本身不透光，将水汽吸附结构5设置在电池3的正上方，且水汽吸附结构5的覆盖面积小于或者等于电池3的覆盖面积，如此可以保证水汽吸附结构5的设置不会进一步阻挡进入光电层2的光线，不影响电池组件的有效采光面积，保证电池组件良好的光电转化效率。

继续参考图1，水汽吸附结构5内的水汽阻隔层52中可以形成多个通道53，图1仅以每个水汽吸附结构5内包含两个通道为例进行示例性说明。在每个通道53内填充水汽吸附剂51，如此水汽吸附结构5形成水汽阻隔层52-水汽吸附剂51-水汽阻隔层52-水汽吸附剂51-水汽阻隔层52的类似“夹心饼干”的结构，既能保证水汽吸附结构5的水汽吸附能力好，同时还可以避免水汽外漏，不会对包覆水汽吸附结构5的有机材料层6造成影响。

可选的，水汽阻隔层52可以为无机材料，例如SiN_x，通过等离子体增强化学气相沉积的方式形成在第一无机材料层4远离光电层2的一侧，之后通过掩膜刻蚀的方式形成通道53，之后在通道53内填充水汽吸附剂51，如此水汽既不会对无机材料性能造成影响，同时无机材料还可以将水汽牢牢封锁在水汽吸附结构5内，保证水汽吸附结构5的水汽吸附能力强且性能稳定。

可选的，水汽吸附剂51可以包括氧化钙、氯化钙、氯化镁以及硫酸镁中的至少一种，水汽吸附剂51的吸水性能优良，保证水汽吸附结构5可以有效地吸收水分，保证电池组件的阻隔水汽能力良好。

可选的，水汽阻隔层52的形状可以为圆柱体或者棱柱体，还可以为球型、椭球型或不规则的三维结构，本实用新型实施例对此不进行限定，图1仅以圆柱体为例进行示例性说明。可选的，水汽阻隔层52可以为实心结构还可以为空心结构，例如空心圆柱体或者空心棱柱体。当水汽阻隔层52为空心结构时，水汽吸附剂51填充于通道53与空心部分共同形成的空间中。

可选的，沿垂直基板1的方向上，第一无机材料层4的厚度可以为L1，其中0.1μm≤L1≤5μm；有机材料层6的厚度为L2，其中5μm≤L2≤50μm；第二无机材料层7的厚度为L3，其中0.1μm≤L3≤5μm。如此设置第一无机材料层4、有机材料层6和第二无机材料层7的厚度，既可以避免各个膜层因为太薄造成阻水性能差的问题，还可以避免各个膜层因为太厚造成容易碎裂、卷曲的问题，保证各个膜层在正常使用时安全可靠，性能稳定。并且，如此设置各个膜层的厚度，与现有膜层的制备工艺匹配，保证各个膜层制备方法简单。

可选的，第一无机材料层4和第二无机材料层7的制备工艺可以包括等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积以及原子层沉积中的至少一种。这里以等离子体增强化学气相沉积的工艺举例说明第一无机材料层4和第二无机材料层7的制备过程：采用等离子体增强化学气相沉积方法，腔室气体压强控制为 500mtoor，功率控制在1000w，反应气体为SIH₄、NH₃、N₂，镀膜时间控制为 200sec，制备形成第一无机材料层4和第二无机材料层7。

可选的，第一无机材料层4和第二无机材料层7的材料可以包括SiNx、SiOx、SiOxNy、TiOx以及AlxOy中的至少一种，本实用新型实施例对第一无机材料层 4和第二无机材料层7的具体材料不进行限定。可选的，为了增加第一无机材料层4和第二无机材料层7与后续涂层之间的粘附力，降低涂层间的应力，第一无机材料层4和第二无机材料层7的材料可以为SiOxNy。

可选的，有机材料层6的制备工艺可以包括喷墨打印以及涂覆中的至少一种。这里以喷墨打印的工艺举例说明有机材料层6的制备过程：在N₂环境下，温度设置为25±2℃，氧气含量小于1ppm，H₂O含量小于1ppm，喷墨滴下量为 15PL，滴下喷嘴控制温度为45±1℃，静置180sec，固化条件采用395nm，能量为1.5J/cm²的能量，固化时间为30sec，制备形成有机材料层6。

可选的，有机材料层6的材料可以包括有机树脂或者其他有机材料，本实用新型实施例对有机材料层6的具体材料不进行限定。

由于水汽吸附结构5会对电池组件接收太阳光线起到阻挡作用，会有降低光线进入电池组件的风险，因此，可以将水汽吸附结构5设置在电池组件封装结构的边缘区域，下面将几种可能的情况进行说明。

图2是本实用新型实施例提供的一种电池组件封装结构的俯视结构示意图，如图2所示，电池组件封装结构可以包括多个水汽吸附结构5，多个水汽吸附结构5均匀分布在有机材料层6的边缘区域。如图2所示，将多个水汽吸附结构5 均匀分布在有机材料层6的边缘区域，可以减少对太阳光线的阻挡作用，不影响电池组件的有效采光面积，保证电池组件良好的光电转化效率；还可以在电池组件边缘区域进行有效的水汽阻隔以及吸收，保证电池组件封装结构良好的封装效果。需要说明的是，图2中多个水汽吸附结构5均匀分布在有机材料层6 的边缘区域，可以理解的是，多个水汽吸附结构5还可以是随意分布在有机材料层6的边缘区域，本实用新型实施例对此不进行限定。需要说明的是，图2 仅示意性的画出了第一无机材料层4和水汽吸附结构5，其余膜层和器件未体现在附图2中。

图3是实用新型实施例提供的又一种电池组件封装结构的俯视结构示意图，如图3所示，电池组件封装结构可以包括多个水汽吸附结构5，多个水汽吸附结构5彼此连接形成一水汽吸附环形结构，所述水汽吸附环形结构位于有机材料层5的边缘区域。如图3所示，将多个水汽吸附结构5彼此连接在一起，形成一水汽吸附环形结构，该水汽吸附环形结构位于有机材料层的边缘区域，可以减少对太阳光线的阻挡作用，不影响电池组件的有效采光面积，保证电池组件良好的光电转化效率；还可以在电池组件边缘区域进行有效的水汽阻隔以及吸收，保证电池组件封装结构良好的封装效果。需要说明的是，图3仅示意性的画出了第一无机材料层4和水汽吸附结构5，其余膜层和器件未体现在附图3中。

本实用新型实施例还提供了一种电池组件，该电池组件采用本实用新型实施例所述的电池组件封装结构封装完成，具备电池组件封装结构的有益效果，这里不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池组件封装结构，其特征在于，包括：

基板；

位于所述基板一侧的光电层；

位于所述光电层远离所述基板一侧的电极；

位于所述光电层远离所述基板一侧的第一无机材料层，所述第一无机材料层包覆所述电极，且所述第一无机材料层在所述基板上的垂直投影覆盖所述光电层在所述基板上的垂直投影；

位于所述第一无机材料层远离所述光电层一侧的至少一个水汽吸附结构，所述水汽吸附结构包括水汽吸附剂以及水汽阻隔层；其中，所述水汽阻隔层包括至少一个通道，所述水汽吸附剂填充于所述通道内；

位于所述第一无机材料层远离所述光电层一侧的有机材料层，所述有机材料层包覆所述水汽吸附结构；

位于所述有机材料层远离所述第一无机材料层一侧的第二无机材料层。

2.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，沿垂直所述基板的方向，所述通道贯穿所述水汽阻隔层。

3.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述水汽吸附结构在所述基板上的垂直投影位于所述电极在所述基板上的垂直投影内。

4.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述水汽阻隔层为圆柱体或者棱柱体。

5.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述水汽阻隔层为空心圆柱体或者空心棱柱体。

6.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述电池组件封装结构包括多个所述水汽吸附结构，多个所述水汽吸附结构均匀分布在所述有机材料层的边缘区域。

7.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述电池组件封装结构包括多个所述水汽吸附结构，多个所述水汽吸附结构彼此连接形成一水汽吸附环形结构，所述水汽吸附环形结构位于所述有机材料层的边缘区域。

8.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，所述水汽吸附剂包括氧化钙、氯化钙、氯化镁以及硫酸镁中的一种。

9.根据权利要求1所述的电池组件封装结构，其特征在于，沿垂直所述基板的方向上，所述第一无机材料层的厚度为L1，其中0.1μm≤L1≤5μm；所述有机材料层的厚度为L2，其中5μm≤L2≤50μm；所述第二无机材料层的厚度为L3，其中0.1μm≤L3≤5μm。

10.一种电池组件，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池组件封装结构。