CN218069898U

CN218069898U - 一种钙钛矿电池组件结构

Info

Publication number: CN218069898U
Application number: CN202222254028.0U
Authority: CN
Inventors: 秦艺颖; 高昌吉; 朱桂; 刘琴; 田清勇; 范斌
Original assignee: Kunshan Gcl Photoelectric Materials Co ltd
Current assignee: Kunshan Gcl Photoelectric Materials Co ltd
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2032-08-25

Abstract

本实用新型揭示了一种钙钛矿电池组件结构。所述钙钛矿电池组件结构，包括气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜、第二基片和散热层，所述气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜和第二基片沿指定方向依次设置；其中，所述电池组件功能层的第一面与第一基片的导电面结合，所述电池组件功能层的第二面与封装胶膜结合，所述第一面与第二面相背对，所述第二基片设置在封装胶膜和散热层之间。本实用新型的钙钛矿电池组件结构，能够阻滞组件热流传递，降低组件整体温度，减轻因组件热效应造成的钙钛矿分解问题，延长钙钛矿太阳能组件使用寿命。

Description

一种钙钛矿电池组件结构

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿电池组件结构。

背景技术

太阳能电池是一种将太阳能直接转换成电能的光电器件。钙钛矿太阳能电池是一种利用有机-无机金属卤化物作为吸光材料的新型太阳能电池，具有制备成本低、工艺简单、吸光系数大、光电转换效率高等特点，近十几年的发展，其电池效率已经达到25.7％，成为最具潜力的新型光伏技术。钙钛矿太阳能电池结构包括阳极层、空穴传输层、吸光层、电子传输层和阴极层，作为吸光层的钙钛矿材料，化学结构可表示为ABX₃，其中A位由Cs、MA或者FA等阳离子中的一种或多种组合构成，B位常见由Pb、Sn、Bi等多价金属阳离子组成，X则为Cl、Br、I等卤族元素。在受热的情况下，电池吸光层的钙钛矿层材料容易发生分解反应：ABX₃→AX+BX₂，而光伏组件工作温度范围一般为-40℃～85℃，钙钛矿电池吸光层的分解会严重缩短组件使用寿命，这一问题限制了钙钛矿电池产业化应用。

目前行业内针对太阳能组件室外应用过程中所面临的环境温度过高问题，组件端多采取提高散热的措施降低组件温度，也取得了一定的效果。例：一种散热型光伏组件(申请号CN201520797566.1)，在背板的表面安装铝散热器，通过铝散热器的多个通风孔增加了散热器与空气的接触面积，提升了光伏组件的散热效果；一种散热型光伏组件(申请号CN202122638736.X)，在太阳能电池串周围设置导热腔和上、下散热层，有效地提高了光伏组件的散热效果和发电效率；一种散热光伏太阳能组件(申请号CN201921667527.4)，在光伏支架上设置散热衬底层，衬底内腔中设置散热水管，通过设有在导流块上流动的水流，对太阳能板表面的空气温度进行吸收，从而实现对太阳能板表面进行散热，等等，这些技术都在一定程度上改善了组件温度过高的问题。

现有技术多通过散热方式来降低组件温度，并未解决在实际应用过程中，组件因为吸收热量造成的温度升高的问题。

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结构，以克服现有技术中存在的不足。

为实现前述目的，本实用新型实施例采用的技术方案包括：

本实用新型提供了一种钙钛矿电池组件结构，包括气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜、第二基片和散热层，所述气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜和第二基片沿指定方向依次设置；其中，所述电池组件功能层的第一面与第一基片的导电面结合，所述电池组件功能层的第二面与封装胶膜结合，所述第一面与第二面相背对，所述第二基片设置在封装胶膜和散热层之间。

进一步地，所述气凝胶隔热层的厚度为10～900um，气孔尺寸为10～50nm，光透过率≥85％。

进一步地，所述气凝胶隔热层的表面具有疏水特性。

进一步地，所述第一基片的非导电面为入光面，并与气凝胶隔热层紧贴，所述非导电面与导电面相背对。

进一步地，

所述组件功能层包括沿设定方向依次层叠的空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和电极层；

或者所述组件功能层包括沿设定方向依次层叠的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和电极层。

更进一步地，所述钙钛矿电池组件结构为p-i-n型或n-i-p型。

进一步地，所述第二基片的厚度为3～5mm，透过率≥80％。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型的的钙钛矿电池组件结构，能够阻滞组件热流传递，降低组件整体温度，减轻因组件热效应造成的钙钛矿分解问题，延长钙钛矿太阳能组件使用寿命。

(2)本实用新型在钙钛矿组件的入射光照面上设置气凝胶隔热层，利用其隔热特性，有效阻断了热传递，降低热量吸收，同时在组件结构中设置散热层，加快热量散出，两者相互作用，实现组件整体温度降低；最终减轻因组件热效应造成的钙钛矿分解问题，延长钙钛矿太阳能组件使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施方式中钙钛矿电池组件结构的示意图。

附图标记说明：1.气凝胶隔热层，2.第一基片，3.电池组件功能层，4.封装胶膜，5.第二基片，6.散热层。

具体实施方式

通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本实用新型。本文中揭示本实用新型的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本实用新型的示范性，本实用新型可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本实用新型的代表性基础。

实施例

本实施例提供了钙钛矿电池组件结构，如图1所示，包括气凝胶隔热层1、第一基片2、电池组件功能层3、封装胶膜4、第二基片5和散热层6，气凝胶隔热层1、第一基片2、电池组件功能层3、封装胶膜4和第二基片5沿指定方向依次设置；其中，电池组件功能层3的第一面与第一基片2的导电面结合，电池组件功能层3的第二面与封装胶膜4结合，第一面与第二面相背对，第二基片5设置在封装胶膜4和散热层6之间。

具体实施过程中，第二基片5可以采用钢化玻璃，也可以采用背板。

在本实施例中，气凝胶隔热层1的厚度为10～900um，气孔尺寸为10～50nm，光透过率≥85％，且气凝胶隔热层1的表面具有疏水特性。

气凝胶具有纳米多孔结构(1～100nm)、低密度(200kg/m³)、低导热系数(0.013～0.025W/(m·℃)、高孔隙率(80％～99.8％)、高比表面积(200～1000m²/g)等特点，而且能够制成透明或半透明材料，优化工艺透过率可达95％。其孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，空气分子在气凝胶空隙中近似静止，从而避免了空气的对流传热，而气凝胶极低的体积密度及纳米网格结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导，趋于“无穷多”的空隙壁可以使热辐射降至最低，这三方面共同作用，几乎阻断了热传递的所有途径。本实施例通过将气凝胶的隔热特性用于钙钛矿太阳能电池组件，隔绝组件的热吸收，同时增加散热层，增强组件自身散热性能，则可以大大降低组件整体温度，提高组件使用寿命。

本实施例在具体实施时，第一基片2为组件导电基底，且组件导电基底可以是FTO或ITO玻璃；第一基片2的厚度为2～3mm，光透过率≥80％；第一基片2的非导电面为入光面，并与气凝胶隔热层1紧贴，非导电面与导电面相背对。

具体实施例时，电池组件功能层3包括沿设定方向依次层叠的空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和电极层；或者为沿设定方向依次层叠的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和电极层，可以使钙钛矿电池组件结构为p-i-n型或n-i-p型。。

本实施例在实施过程中，第二基片5为钢化玻璃，且第二基片5的厚度为3～5mm，透过率≥80％，散热层6的厚度为0.1-1mm。

本实施例在钙钛矿组件的入射光照面上设置气凝胶隔热层1，利用其隔热特性，有效阻断了热传递，降低热量吸收，同时在组件结构中设置散热层6，加快热量散出，两者相互作用，实现组件整体温度降低；最终减轻因组件热效应造成的钙钛矿分解问题，延长钙钛矿太阳能组件使用寿命。

尽管已参考说明性实施例描述了本实用新型，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本实用新型的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本实用新型的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本实用新型的教示。因此，本文并不打算将本实用新型限制于用于执行本实用新型的所揭示特定实施例，而是打算使本实用新型将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims

1.一种钙钛矿电池组件结构，其特征在于：包括气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜、第二基片和散热层，所述气凝胶隔热层、第一基片、电池组件功能层、封装胶膜和第二基片沿指定方向依次设置；其中，所述电池组件功能层的第一面与第一基片的导电面结合，所述电池组件功能层的第二面与封装胶膜结合，所述第一面与第二面相背对，所述第二基片设置在封装胶膜和散热层之间。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述气凝胶隔热层的厚度为10～900um，气孔尺寸为10～50nm，光透过率≥85％。

3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述气凝胶隔热层的表面具有疏水特性。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述第一基片为组件导电基底，所述组件导电基底包括FTO或ITO玻璃。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述第一基片的厚度为2～3mm，光透过率≥80％。

6.根据权利要求4所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述第一基片的非导电面为入光面，并与气凝胶隔热层紧贴，所述非导电面与导电面相背对。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于，所述组件功能层包括沿设定方向依次层叠的空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和电极层；

8.根据权利要求7所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述钙钛矿电池组件结构为p-i-n型或n-i-p型。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述第二基片包括钢化玻璃；和/或，所述第二基片的厚度为3～5mm，光透过率≥80％。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿电池组件结构，其特征在于：所述散热层的厚度为0.1-1mm。