CN209880661U - 一种有机太阳能电池的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型解决的技术问题在于提供一种能够在常温常压下进行封装的有机太阳能电池的封装结构，以降低有机太阳能电池组件的封装诱导衰减。为解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种有机太阳能电池的封装结构，包括层叠的两片玻璃及位于两片玻璃之间的有机聚合物器件，所述有机聚合物器件连接有延伸出玻璃外的导电金属胶带，其中，所述两片玻璃于靠近边缘处具有接合部，所述接合部由激光烧融凝固连接或形成。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种有机太阳能电池的封装结构。
背景技术
面对日益严重的资源能源危机，清洁能源的开发与利用受到广泛关注。太阳能是最重要的可再生能源之一，人们利用半导体的光伏效应制作太阳能电池，将太阳能转化为电能加以利用。现用于商业化的半导体有单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒等等，但大多能耗大、成本居高不下。
近年来，一种新的薄膜太阳能电池受到广泛关注，即有机聚合物太阳能电池。相对于传统的太阳能电池，有机聚合物太阳能电池主要的优点有工艺简单、生产成本低、转化率高。目前，光电转换效率已达到15％以上。
现有的有机聚合物太阳能电池通过层压工艺形成组件，并以组件的形式作为终端商品在市场上销售。层压工艺往往使用两片玻璃(其中至少包括一片钢化玻璃)，在玻璃的内侧，器件附近垫POE或EVA胶膜。而在玻璃的外侧则垫丁基橡胶(这种丁基橡胶通常会在内部含有碳粉以调节其硬度和导电率，也会含有干燥剂粉末以阻止水汽的入侵)。
然而，层压工艺具有一些难以克服的缺点。含有干燥剂的丁基胶往往需要110℃以上的温度才能运行良好的层压工艺，温度过低会导致丁基胶和玻璃之间的粘结不牢。然而，110℃的温度和90-100kPa的高压会对有机聚合物器件内部膜层的界面造成一定的损伤。这就是封装后测试观察到的层压诱导衰减(lamination induced degradation)或封装诱导衰减(encapsulation induced degradation)，这种衰减一般表现为组件输出功率高达20％的相对值衰减。因此有必要开发一种常温常压的层压工艺，从而将组件的封装诱导衰减降到最低值。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种能够在常温常压下进行封装的有机太阳能电池的封装结构，以降低有机太阳能电池组件的封装诱导衰减。
为解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种有机太阳能电池的封装结构，包括层叠的两片玻璃及位于两片玻璃之间的有机聚合物器件，所述有机聚合物器件连接有延伸出玻璃外的导电金属胶带，其中，所述两片玻璃于靠近边缘处具有接合部，所述接合部由激光烧融凝固连接或形成。
可选的，所述接合部包括设于至少一片玻璃上的凸起部，所述凸起部具有平整的顶面，并于所述顶面处由激光烧融凝固形成连接部。
进一步的优选的，所述接合部包括分别设于两片玻璃外沿部位的凸起部分，所述凸起部分具有位置相对应的平整的接合面，所述接合面由激光烧融凝固融合为一体。
可选的，所述接合部由填充于待焊接部位的玻璃碎屑或玻璃纤维碎屑经激光烧融凝固形成。
可选的，所述激光包括由纳秒激光器、皮秒激光器或连续波激光器产生的激光。
优选的，所述激光由纳秒激光器产生，激光的能量为0.1～0.2mJ/脉冲。
优选的，所述激光由皮秒激光器产生，激光的功率为1W～100W，脉宽范围为0.1～30ps，重复频率为10kHz～10000kHz。
优选的，所述激光由CO2连续波激光器产生，该CO2连续波激光器的功率为1～400W。
进一步的，所述激光烧融凝固在氮气环境中进行。
进一步的，所述两片玻璃包括至少一片钢化玻璃，且玻璃平整部位的厚度介于0.5-7mm之间。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的封装结构，可实现近乎无损的封装工艺。封装完的有机太阳能电池组件考虑到正面玻璃外表面/空气间界面，玻璃内表面/氮气间界面，氮气/器件正表面间界面的反射损失，组件的短路电流密度(Jsc)和封装前的器件相比仅仅下降6％-7％；其他参数(Voc，FF，效率)都没有变化。这能让组件的绝对效率衰减从20％下降到约7％，同时避免了高温高压的层压工艺对有机聚合物器件的不良影响，也改善了组件在各种IEC标准规定的老化测试中的耐受能力。
附图说明
图1为本实用新型实施例的有机太阳能电池组件结构示意图。
图2为本实用新型实施例中玻璃的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
本实用新型公开了一种有机太阳能电池的封装结构，如图1所示，其包括层叠的两片玻璃1a、1b及位于两片玻璃之间的有机聚合物器件2，该有机聚合物器件2连接有延伸出玻璃外的导电金属胶带3a、3b，其中，两片玻璃靠近边缘处的接合部由激光烧融凝固连接或形成。
在一种优选实施方案中，如图2所示，玻璃1a和1b分别在外沿部位设有凸起部分10a和10b，该凸起部分10a和10b分别具有平整的接合面100a和100b，该接合面的位置相对应，在封装的时候将两者对齐，经激光扫描之后，接合面100a和100b的局部会迅速消融然后凝固，从而将玻璃1a和1b融合为一体。
作为优选实施方案，两片玻璃中包括至少一片钢化玻璃，且玻璃平整部位的厚度介于0.5-7mm之间。
在其它的实施方案中，上述的凸起部分也可以仅设置于一片玻璃上，通过激光烧融凝固与另一片玻璃融合；或者其它任何可实现本实用新型构思的方式，均在本实用新型的保护范围内。
上述的激光可选为纳秒激光器、皮秒激光器或连续波激光器产生的激光。
作为优选实施方案，激光可选由纳秒激光器产生，激光的能量为0.1～0.2mJ/脉冲。
作为优选实施方案，激光可选由皮秒激光器产生，激光的功率为1W～100W，脉宽范围为0.1～30ps，重复频率为10kHz～10000kHz。
或者，作为优选实施方案，激光可选由CO2连续波激光器产生，该CO2连续波激光器的功率为1～400W。
上述的整个激光工艺放置在一个氮气环境中进行，所以常温下的封装结束后，会将氮气封装在组件内部。由于上述的方案没有使用任何胶膜(如POE，EVA等，因为常温常压条件下，所有的胶膜都是不融的)，也没有使用UV固化胶涂敷电极一侧(因为组件的背面是常压，所以电极激光刻槽内部的有机聚合物和其他活性材料不容易从横断面扩散出来)，从而有效改善了组件在各种IEC标准规定的老化测试(IEC老化测试包括：湿热测试，温度循环测试，湿冻测试，光老练测试，紫外预处理测试等)中的耐受能力。
在另外的实施例中，两片玻璃之间的接合部也可以通过以下方式形成：
在待焊接部位填充玻璃碎屑或玻璃纤维碎屑，然后使用激光烧融，使之凝固形成接合部。
同样的，上述的激光也可以是前述的纳秒激光器、皮秒激光器或连续波激光器产生的激光，且激光工艺同样在氮气环境中进行，在此不作进一步赘述。
另外需要说明的是，本实用新型的封装结构中，上盖板玻璃对机聚合物太阳能电池器件及位于器件上方的导电金属胶带并没有任何压力，胶带和银电极间的压力通过胶带自身的粘性来提供。因此，铜锡汇流带不适用于本方案，任何不带粘性的金属导电材料也不适用于本封装结构。本实施例中，上述导电金属胶带优选为导电铜胶带。
本实施例中的封装结构，可按如下方法加工：
准备两块形状完全一样的钢化玻璃，玻璃的外沿部位具有平整的凸出部分，玻璃的横截面如图2所示。将有机聚合物太阳能电池器件按图1中的方式进行敷设(在器件的银电极上压上导电铜胶带)，然后使用一台纳秒激光器对钢化玻璃的特定位置运行激光工艺，激光的能量约为0.1-0.2mJ/脉冲。经过激光的扫描之后，玻璃的凸出局部会迅速消融然后凝固，凝固后的两块玻璃会融合为一体。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种有机太阳能电池的封装结构，包括层叠的两片玻璃及位于两片玻璃之间的有机聚合物器件，所述有机聚合物器件连接有延伸出玻璃外的导电金属胶带，其特征在于：所述两片玻璃于靠近边缘处具有接合部，所述接合部由激光烧融凝固连接或形成。
2.如权利要求1所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述接合部包括设于至少一片玻璃上的凸起部，所述凸起部具有平整的顶面，并于所述顶面处由激光烧融凝固形成连接部。
3.如权利要求2所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述接合部包括分别设于两片玻璃外沿部位的凸起部分，所述凸起部分具有位置相对应的平整的接合面，所述接合面由激光烧融凝固融合为一体。
4.如权利要求1所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述接合部由填充于待焊接部位的玻璃碎屑或玻璃纤维碎屑经激光烧融凝固形成。
5.如权利要求1-4任一项所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述激光包括由纳秒激光器、皮秒激光器或连续波激光器产生的激光。
6.如权利要求5所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述激光由纳秒激光器产生，激光的能量为0.1～0.2mJ/脉冲。
7.如权利要求5所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述激光由皮秒激光器产生，激光的功率为1W～100W，脉宽范围为0.1～30ps，重复频率为10kHz～10000kHz。
8.如权利要求5所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述激光由CO2连续波激光器产生，该CO2连续波激光器的功率为1～400W。
9.如权利要求1或6-8任一项所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述激光烧融凝固在氮气环境中进行。
10.如权利要求1-4任一项所述的有机太阳能电池的封装结构，其特征在于：所述两片玻璃包括至少一片钢化玻璃，且玻璃平整部位的厚度介于0.5-7mm之间。
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| CN201920813434.1U CN209880661U (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种有机太阳能电池的封装结构 |
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| CN201920813434.1U Active CN209880661U (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种有机太阳能电池的封装结构 |
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| CN (1) | CN209880661U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115581106A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-06 | 福耀高性能玻璃科技(福建)有限公司 | 一种钙钛矿太阳能电池的封装方法及钙钛矿太阳能电池 |
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2019
- 2019-05-31 CN CN201920813434.1U patent/CN209880661U/zh active Active
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