CN216624333U - 钙钛矿电池组件的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钙钛矿电池组件的封装结构。所述封装结构包括相互配合的第一玻璃基板、第二玻璃基板以及设置在第一璃基板和第二玻璃基板之间的封装连接层，封装连接层环设在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板的四周部，并分别与第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接围合形成一封装空间；封装连接层包括第一封装连接层和第二封装连接层，第二封装连接层为无机干燥剂层，第一封装层为熔封玻璃层，或者，第一封装层为由玻璃砂或无机干燥剂与UV封装胶混合形成的UV固化层。本实用新型提供的钙钛矿电池组件的封装结构，能够有效保证封装结构内部处于全封闭隔水状态，有效隔绝水汽渗透，从而延长钙钛矿电池组件在户外使用的工作寿命。

Description

钙钛矿电池组件的封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种电池封装结构，特别涉及一种钙钛矿电池组件的封装结构，属于电池封装技术领域。

背景技术

钙钛矿太阳能电池作为一个新兴的第三代太阳能电池，自2009年开始，其效率逐年递增。因其原料广泛，造价低廉，制备简单等特点，吸引了众多研究人员和投资人。但是若要实现大面积生产，仍有许多难题要克服，其中封装技术是决定电池组件有效运行、保证工作寿命的关键技术。

钙钛矿电池由于其独特的性质，其主体的光电转换层易受水汽影响而不可逆的分解变质，从而影响光电转换效率。因此保证电池组件在长时间户外日晒雨淋下不为水汽所渗透，是保证组件正常工作的必要前提。

目前，钙钛矿电池组件的封装技术尚不成熟，常见的方法多为上下皆为玻璃盖板，中间熔融有机封装膜，边缘涂覆封装胶，与硅电池组件封装类似。但由于钙钛矿电池对水汽渗透的要求要高于硅电池组件，因此仍无法保证此封装方法下，随着水汽渗透的积累，钙钛矿电池能持续户外工作一定年限。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种钙钛矿电池组件的封装结构，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种钙钛矿电池组件的封装结构，其包括：相互配合的第一玻璃基板、第二玻璃基板以及设置在第一璃基板和第二玻璃基板之间的封装连接层，所述封装连接层环设在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板的四周部，并分别与所述第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接，所述封装连接层与所述第一玻璃基板和第二玻璃基板围合形成一封装空间；所述封装连接层包括第一封装连接层和第二封装连接层，所述第二封装连接层设置在所述第一封装连接层靠近所述封装空间的内侧，其中，所述的第二封装连接层为无机干燥剂层，所述第一封装层为熔封玻璃层，或者，所述第一封装层为由玻璃砂或无机干燥剂与UV封装胶混合形成的UV固化层。

与现有技术相比，本实用新型提供的钙钛矿电池组件的封装结构，结构简单，封装工艺流程简单，封装材料廉价易得：获得的封装结构能够有效保证封装结构内部处于全封闭隔水状态，有效隔绝水汽渗透，从而延长钙钛矿电池组件在户外使用的工作寿命。

附图说明

图1是本实用新型一典型实施案例中一种钙钛矿电池组件的封装结构的剖面结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将结合附图以及具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本实用新型实施例提供了一种钙钛矿电池组件的封装结构，其包括：相互配合的第一玻璃基板、第二玻璃基板以及设置在第一璃基板和第二玻璃基板之间的封装连接层，所述封装连接层环设在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板的四周部，并分别与所述第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接，所述封装连接层与所述第一玻璃基板和第二玻璃基板围合形成一封装空间；所述封装连接层包括第一封装连接层和第二封装连接层，所述第二封装连接层设置在所述第一封装连接层靠近所述封装空间的内侧，其中，所述的第二封装连接层为无机干燥剂层，所述第一封装层为熔封玻璃层，或者，所述第一封装层为由玻璃砂或无机干燥剂与UV封装胶混合形成的UV固化层。

进一步的，所述第一玻璃基板的厚度为2-10cm，所述第二玻璃基板的厚度为1-10cm，所述第一封装连接层的厚度为0.1-1cm，所述第二封装连接层的厚度为0.1-1.2cm。

进一步的，所述第二封装连接层设置在第一封装连接层的一侧表面。

在一些较为具体的实施方案中，所述钙钛矿电池组件的封装结构还包括：防水胶带层，所述防水胶带层环设在所述第二封装连接层靠近所述封装空间的一侧表面，所述防水胶带层分别与所述第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接。

进一步的，所述防水胶带层的厚度为0.2-1cm。

进一步的，所述防水胶带层为丁基胶带。

在一些较为具体的实施方案中，所述钙钛矿电池组件的封装结构还包括：封装胶膜层，所述封装胶膜层包括相互连接的第一封装胶膜层和第二封装胶膜层，所述第一封装胶膜层设置在所述第一玻璃基板和/或第二玻璃基板靠近所述封装空间的内侧表面，所述第二封装胶膜层环设在所述防水胶带层靠近所述封装空间的一侧表面。

进一步的，所述封装胶膜层的厚度为0.1-1cm。

进一步的，所述封装胶膜层为EVA封装胶膜。

在一些较为具体的实施方案中，所述钙钛矿电池组件的封装结构还包括：封装胶带层，所述封装胶带层设置在所述第一封装连接层远离封装空间的一侧表面，或者，所述封装胶带层设置在所述第一封装连接层、第一玻璃基板和/或第二玻璃基板远离封装空间的一侧表面。

进一步的，所述封装胶带层的厚度为0.1-1.2cm。

如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，本实用新型实施例主要用于解释和说明本实用新型实施例中提供的一种钙钛矿电池组件的封装结构的结构；除非特别说明的之外，本实用新型实施例中所采用的衬底以及形成钙钛矿太阳能电池的各个功能结构层的材质等均可以采用本领域技术人员已知的，其中各功能层的厚度以及其他参数等均可以根据具体需求进行调整，在此不做具体的限定和说明。

请参阅图1，一种钙钛矿电池组件的封装结构，其包括：相互配合的第一玻璃基板10、第二玻璃基板10’以及设置在第一璃基板10和第二玻璃基板10’之间的EVA封装胶膜12、丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15，钙钛矿电池组件设置在第一玻璃基板10和第二玻璃基板10’之间的封装空间内。

其中，丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15由内向外依次环绕设置在第一玻璃基板10或第二玻璃基板10’的四周部(或者可以理解为丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15环绕钙钛矿电池组件设置)，丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15由内向外依次叠层设置，丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15与第一玻璃基板、第二玻璃基板围合形成一封装空间，钙钛矿电池的电极由封装空间内引出；丁基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15中的任意相邻两层之间密封贴合或密封连接，其上、下两侧边(定义基胶带13、无机干燥剂层14以及熔封玻璃层15靠近第一玻璃基板10的一侧为下侧边，靠近第二玻璃基板10’的一侧为上侧边)分别与第二玻璃基板10’、第一玻璃基板10密封连接。

在本实施例中，所述EVA封装胶膜12至少设置在第二玻璃基板10’的内侧表面(即第二玻璃基板靠近封装空间的一侧表面)以及丁基胶带13靠近封装空间的内侧表面，EVA封装胶膜12与丁基胶带13、第二玻璃基板10’密封贴合。

在本实施例中，所述熔封玻璃层15还可以替换为由玻璃砂或无机干燥剂与UV封装胶混合形成的UV固化层，例如，CaCl₂、MgO等无机干燥剂，能吸收一定量的水汽，从而延长钙钛矿电池组件的寿命。

在本实施例中，熔封玻璃溶液能够在钙钛矿电池组件四周形成一圈玻璃，使得在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间件形成一个密闭的封装空间。并且由于玻璃具有极高防水性能，且防腐蚀、防老化，稳定性极佳，可以极大的阻挡水汽的渗透。

实施例1

一种钙钛矿电池组件的封装方法，其包括：

1)提供第一玻璃基板和第二玻璃基板；

2)将钙钛矿电池设置在第一玻璃基板上并引出电极，在钙钛矿电池上覆盖EVA封装胶膜，并使EVA封装胶膜至少覆盖钙钛矿电池远离第一玻璃基板的顶面以及钙钛矿电池四周的侧面；

3)在位于钙钛矿电池四周侧面的EVA封装胶膜的四周外侧设置丁基胶带；

4)在丁基胶带的四周外侧设置CaCl₂或MgO层；

5)在钙钛矿电池的顶面覆盖第二玻璃基板，在100-170℃条件下对所述第二玻璃基板进行层压10-30min，以使EVA封装胶膜、丁基胶带、CaCl₂或MgO层与第一玻璃基板、第二玻璃基板密封贴合；

6)在第一玻璃基板与第二基板之间的四周缘部填充熔封玻璃溶液，并采用激光加热的方式将所述熔封玻璃溶液加热至熔融态，冷却后形成所述的熔封玻璃层，其中，熔封玻璃溶液包括质量比为3：0.5：1.5的无机材料、激光吸收材料和有机溶剂，所述无机材料包括PbO、B₂O₃、SiO₂、Li₂O、Na₂O、K₂O、MgO、CaO、BaO、ZnO、Al₂O₃等，所述激光吸收材料、有机溶剂可以采用市购的材料；熔封玻璃溶液软化温度约为300～900℃，通过改变无机组分的成分以及比例，可以改变其软化温度，以适合需求；当特定的激光连续扫描溶液时，激光吸收材料吸收激光从而局部发热产生高温，使得玻璃粉末软化熔融，进而与第一玻璃基板、第二玻璃基板粘结形成封闭的整体，从而阻隔水汽；

7)打磨熔封玻璃层，贴上泡棉封装胶带，并于于80-150℃条件下加热处理1-10min。

实施例2

一种钙钛矿电池组件的封装方法，其包括：

1)提供第一玻璃基板和第二玻璃基板；

2)将钙钛矿电池设置在第一玻璃基板上并引出电极，在钙钛矿电池上覆盖EVA封装胶膜，并使EVA封装胶膜至少覆盖钙钛矿电池远离第一玻璃基板的顶面以及钙钛矿电池四周的侧面；

3)在位于钙钛矿电池四周侧面的EVA封装胶膜的四周外侧设置丁基胶带；

4)在丁基胶带的四周外侧设置CaCl₂或MgO层；

5)在钙钛矿电池的顶面覆盖第二玻璃基板，在100-170℃条件下对所述第二玻璃基板进行层压10-30min，以使EVA封装胶膜、丁基胶带、CaCl₂或MgO层与第一玻璃基板、第二玻璃基板密封贴合；

6)将包含质量比为2:1的玻璃砂或无机干燥剂、UV封装胶的混合胶液填充至第一玻璃基板和第二玻璃基板之间，并采用UV光照射的方式使所述混合胶液固化形成UV固化层。

7)打磨UV固化层，贴上泡棉封装胶带，并于于80-150℃条件下加热处理1-10min。

本实用新型提供的钙钛矿电池组件的封装结构，结构简单，封装工艺流程简单，封装材料廉价易得：获得的封装结构能够有效保证封装结构内部处于全封闭隔水状态，有效隔绝水汽渗透，从而延长钙钛矿电池组件在户外使用的工作寿命。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于包括：相互配合的第一玻璃基板、第二玻璃基板以及设置在第一璃基板和第二玻璃基板之间的封装连接层，所述封装连接层环设在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板的四周部，并分别与所述第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接，所述封装连接层与所述第一玻璃基板和第二玻璃基板围合形成一封装空间；所述封装连接层包括第一封装连接层和第二封装连接层，所述第二封装连接层设置在所述第一封装连接层靠近所述封装空间的内侧，其中，所述的第二封装连接层为无机干燥剂层，所述第一封装层为熔封玻璃层，或者，所述第一封装层为由玻璃砂或无机干燥剂与UV封装胶混合形成的UV固化层。

2.根据权利要求1所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于：所述第一玻璃基板的厚度为2-10cm，所述第二玻璃基板的厚度为1-10cm，所述第一封装连接层的厚度为0.1-1cm，所述第二封装连接层的厚度为0.1-1.2cm。

3.根据权利要求1或2所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于：所述第二封装连接层设置在第一封装连接层的一侧表面。

4.根据权利要求1所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于还包括：防水胶带层，所述防水胶带层环设在所述第二封装连接层靠近所述封装空间的一侧表面，所述防水胶带层分别与所述第一玻璃基板、第二玻璃基板密封连接。

5.根据权利要求4所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于：所述防水胶带层的厚度为0.2-1cm；和/或，所述防水胶带层为丁基胶带。

6.根据权利要求4所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于还包括：封装胶膜层，所述封装胶膜层包括相互连接的第一封装胶膜层和第二封装胶膜层，所述第一封装胶膜层设置在所述第一玻璃基板和/或第二玻璃基板靠近所述封装空间的内侧表面，所述第二封装胶膜层环设在所述防水胶带层靠近所述封装空间的一侧表面。

7.根据权利要求6所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于所述封装胶膜层的厚度为0.1-1cm；和/或，所述封装胶膜层为EVA封装胶膜。

8.根据权利要求1所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于还包括：封装胶带层，所述封装胶带层设置在所述第一封装连接层远离封装空间的一侧表面。

9.根据权利要求1所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于还包括：封装胶带层，所述封装胶带层设置在所述第一封装连接层、第一玻璃基板和/或第二玻璃基板远离封装空间的一侧表面。

10.根据权利要求8或9所述钙钛矿电池组件的封装结构，其特征在于：所述封装胶带层的厚度为0.1-1.2cm。

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