CN220543929U - 一种钙钛矿太阳能电池封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其包括：导电玻璃基板；太阳能电池组件，太阳能电池组件位于导电玻璃基板的上面；封装层，封装层与导电玻璃基板配合包裹住太阳能电池组件；玻璃盖板，玻璃盖板位于封装层的上方，玻璃盖板的两侧分别设有一个第一限位块；侧封胶条，侧封胶条上设有一个第一凹槽，第一限位块和第一凹槽卡合；密封层，密封层包覆在导电玻璃基板的外面、玻璃盖板的外面、侧封胶条的外面；疏水层，疏水层包覆在密封层的外面。本实用新型有效阻止水氧进入，另外，疏水层使水滴无法附着在疏水层表面上，侧封胶条对侧面进行密封，进一步提高防水性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池封装结构。
背景技术
随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，太阳能光伏发电受到广泛关注。钙钛矿太阳能电池是一种新兴的太阳能电池技术，因其具有光电转化效率高、量产成本低和可柔性加工等特点，近年来受到广泛关注，各方投入大量资源进行研发与试生产，使得电池效率和寿命逐年大幅提升。尽管如此，目前钙钛矿太阳能电池距离商用还有不小的距离，其中很重要的一环在于电池的封装。
钙钛矿太阳能电池器件对水汽和氧气非常敏感。水汽渗入会导致钙钛矿电池的电极材料被氧化，电阻增加，器件效率降低，加速失效；氧气的渗入会在太阳光紫外线的作用下转化为臭氧，导致钙钛矿电池器件的功能层发生变质，严重影响其转换效率；因此钙钛矿太阳能电池的封装尤为重要，阻隔水汽和氧气的效果直接关系到钙钛矿太阳能电池的转换效率和使用寿命。
目前，主流的钙钛矿封装技术基本借用了晶硅太阳能电池的层压技术，即利用丁基胶带封边、电池基板和盖板中间填充PVA(聚乙烯醇)或POE(聚烯烃弹性体)膜并经热层压完成电池的封装。这种封装方式的水氧(水汽和氧气)阻隔性对于晶硅电池而言完全适用，但对水氧敏感的钙钛矿电池而言，此方式的水氧阻隔性远未达标，这一现状亟待改善。另外，如中国专利公开号为CN115472751A、专利名称为《钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法》的中国专利给出了一种在钙钛矿电池边缘制作覆盖钙钛矿电池的钝化区，防止溢出，但是仍然无法防止水氧沿玻璃表面进入造成潮解等，仍会减低钙钛矿太阳能电池的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的在于：为了解决上述问题，而提出一种钙钛矿太阳能电池封装结构。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其包括：
导电玻璃基板；
太阳能电池组件，太阳能电池组件位于导电玻璃基板的上面；
封装层，封装层与导电玻璃基板配合包裹住太阳能电池组件；
玻璃盖板，玻璃盖板位于封装层的上方，玻璃盖板的两侧分别设有一个第一限位块；
侧封胶条，侧封胶条上设有一个第一凹槽，第一限位块和第一凹槽卡合；
密封层，密封层包覆在导电玻璃基板的外面、玻璃盖板的外面、侧封胶条的外面；
疏水层，疏水层包覆在密封层的外面。
优选地，所述导电玻璃基板上设有第二凹槽，侧封胶条的底端设有第二限位块，第二限位块和第二凹槽卡合。
优选地，所述封装层的上面设有一吸水层，吸水层的上面设有一氧气吸收层，氧气吸收层位于玻璃盖板的下面，吸水层的厚度大于氧气吸收层的厚度。
优选地，所述玻璃盖板和密封层之间设有一紫外线吸收层，紫外线吸收层内部设置有荧光粉且荧光粉内部包含有铜离子，或者紫外线吸收层采用紫外线吸收剂UV-P制成。
优选地，所述密封层采用聚酯薄膜层或环氧树脂薄膜层。
优选地，所述疏水层采用氟化聚乙烯制成，密封层的厚度大于疏水层的厚度。
优选地，所述太阳能电池组件从下至上依次包括空穴传输层、钙钛矿层、钝化层、电子传输层。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：外部的水汽渗透到密封层时，被密封层隔绝，如果有穿过密封层的水汽也会被内侧的吸水层吸收掉，如果还有水汽穿过吸水层，也会被封装层隔绝开，避免渗透到太阳能电池组件，通过三重保护，提高了防水性能。外部的氧气渗透到密封层时，被密封层隔绝，如果有穿过密封层的氧气也会被内侧的氧气吸收层吸收掉，如果还有氧气穿过氧气吸收层，也会被封装层隔绝开，避免渗透到太阳能电池组件，通过三重保护，提高了防氧性能。另外，疏水层使水滴无法附着在疏水层表面上，侧封胶条对侧面进行密封，进一步提高防水性能。密封层和疏水层对电池整体有一定的包覆效果，在包装、运输、使用时对电池组件有一定防震缓冲作用，也更加轻便。
附图说明
图1为本实用新型提供一种钙钛矿太阳能电池封装结构的结构示意图。
图2为本实用新型中导电玻璃基板的结构示意图。
图3为本实用新型中玻璃盖板的结构示意图。
图4为本实用新型中侧封胶条的结构示意图。
图5为本实用新型中太阳能电池组件的结构示意图。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图5所示，本实用新型提供一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其包括：
导电玻璃基板1；
太阳能电池组件2，太阳能电池组件2位于导电玻璃基板1的上面；
封装层3，封装层3与导电玻璃基板1配合包裹住太阳能电池组件2；
玻璃盖板4，玻璃盖板4位于封装层3的上方，玻璃盖板4的两侧分别设有一个第一限位块41；
侧封胶条5，侧封胶条5上设有一个第一凹槽51，第一限位块41和第一凹槽51卡合；
密封层6，密封层6包覆在导电玻璃基板1的外面、玻璃盖板4的外面、侧封胶条5的外面；
疏水层7，疏水层7包覆在密封层6的外面。
在本实施例中，导电玻璃基板1上设有第二凹槽11，侧封胶条5的底端设有第二限位块52，第二限位块52和第二凹槽11卡合，第二限位块52和第二凹槽11使得外部水汽和氧气渗透的路径更长，增加了外部水汽和氧气渗透的难度，改善了气密性，有效地防止封装层3老化变质，延长了太阳能电池组件2的使用寿命。
进一步，封装层3的上面设有一吸水层8，吸水层8的上面设有一氧气吸收层9，氧气吸收层9位于玻璃盖板4的下面，吸水层8的厚度大于氧气吸收层9的厚度，吸水层8采用为吸水树脂(比如聚丙烯酸、聚乙烯醇或聚氧化乙烯)制成，具有良好的吸水性能；氧气吸收层9由银浆通过喷墨或涂布打印的方式覆盖在所述吸水层8形成；吸水层8可以有效吸收从侧封胶条5的一侧渗入太阳能电池内部的水汽，氧气吸收层9可以有效吸收从侧封胶条5的一侧渗入太阳能电池内部的氧气，从而有效解决水汽和氧气渗入太阳能电池组件中而导致电池组件性能衰减的问题，延长太阳能电池组件2的使用寿命。
在本实施例中，玻璃盖板4和密封层6之间设有一紫外线吸收层10，紫外线吸收层10内部设置有荧光粉且荧光粉内部包含有铜离子，或者紫外线吸收层10采用紫外线吸收剂UV-P制成，紫外线吸收层10的厚度为2-8μm，紫外线吸收层10用于吸收从外部进入的紫外线，防止紫外线对封装层3、侧封胶条5造成老化，从而影响封装和密封性能，提高延长太阳能电池组件2的使用寿命。
在本实施例中，密封层6采用聚酯薄膜层或环氧树脂薄膜层，聚酯薄膜层或环氧树脂薄膜层有良好的气密性，能够防止水汽和氧气进入。疏水层7采用氟化聚乙烯制成，密封层6的厚度大于疏水层7的厚度，疏水层7使水滴无法附着在疏水层表面上，水滴能够从疏水层上快速滑落，从而防止水进入。
本实用新型的工作原理如下：外部的水汽渗透到密封层6时，被密封层6隔绝，如果有穿过密封层6的水汽也会被内侧的吸水层8吸收掉，如果还有水汽穿过吸水层8，也会被封装层3隔绝开，避免渗透到太阳能电池组件2，通过三重保护，提高了防水性能。外部的氧气渗透到密封层6时，被密封层6隔绝，如果有穿过密封层的氧气也会被内侧的氧气吸收层9吸收掉，如果还有氧气穿过氧气吸收层9，也会被封装层3隔绝开，避免渗透到太阳能电池组件2，通过三重保护，提高了防氧性能。另外，疏水层7使水滴无法附着在疏水层表面上，侧封胶条5对侧面进行密封，进一步提高防水性能。密封层6和疏水层7对电池整体有一定的包覆效果，在包装、运输、使用时对电池组件有一定防震缓冲作用，也更加轻便。
太阳能电池组件2从下至上依次包括空穴传输层21、钙钛矿层22、钝化层23、电子传输层24，钝化层23层钝化了钙钛矿薄膜界面缺陷，能减小表面复合，减小迟滞效应。太阳能电池组件2的制作过程如下：第一基板为FTO(掺氟二氧化锡)玻璃(导电玻璃基板)，先进行激光划线，然后进行玻璃清洗，在150℃下烘烤干燥后，转移至磁控溅射(sputtering)工艺腔内进行氧化镍层(NiO，空穴传输层)制作。溅射完毕将其转移到狭缝涂布设备(slot-die coater)平台上进行钙钛矿层(perovskite layer)涂布，涂布完毕后立即转移到真空干燥(VCD，Vacuum dryer)腔内真空脱溶，后置于120℃热板上烘烤10min，冷却后转移到另一台狭缝涂布设备平台上进行钝化层(passivation layer)的涂布，真空脱溶后将基板转移到原子层沉积设备(ALD，Atom Layer Deposition)工艺腔内进行二氧化锡(SnO2)膜层(二氧化锡作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到21.61％)沉积，沉积完毕激光划线后将基板再次导入到磁控溅射工艺腔内进行电极Cu的溅射，再经划线和清边步骤后即完成电池组件的制作。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，其包括：
导电玻璃基板(1)；
太阳能电池组件(2)，太阳能电池组件(2)位于导电玻璃基板(1)的上面；
封装层(3)，封装层(3)与导电玻璃基板(1)配合包裹住太阳能电池组件(2)；
玻璃盖板(4)，玻璃盖板(4)位于封装层(3)的上方，玻璃盖板(4)的两侧分别设有一个第一限位块(41)；
侧封胶条(5)，侧封胶条(5)上设有一个第一凹槽(51)，第一限位块(41)和第一凹槽(51)卡合；
密封层(6)，密封层(6)包覆在导电玻璃基板(1)的外面、玻璃盖板(4)的外面、侧封胶条(5)的外面；
疏水层(7)，疏水层(7)包覆在密封层(6)的外面。
2.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述导电玻璃基板(1)上设有第二凹槽(11)，侧封胶条(5)的底端设有第二限位块(52)，第二限位块(52)和第二凹槽(11)卡合。
3.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述封装层(3)的上面设有一吸水层(8)，吸水层(8)的上面设有一氧气吸收层(9)，氧气吸收层(9)位于玻璃盖板(4)的下面，吸水层(8)的厚度大于氧气吸收层(9)的厚度。
4.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述玻璃盖板(4)和密封层(6)之间设有一紫外线吸收层(10)，紫外线吸收层(10)内部设置有荧光粉且荧光粉内部包含有铜离子，或者紫外线吸收层(10)采用紫外线吸收剂UV-P制成。
5.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述密封层(6)采用聚酯薄膜层或环氧树脂薄膜层。
6.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述疏水层(7)采用氟化聚乙烯制成，密封层(6)的厚度大于疏水层(7)的厚度。
7.如权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池封装结构，其特征在于，所述太阳能电池组件(2)从下至上依次包括空穴传输层(21)、钙钛矿层(22)、钝化层(23)、电子传输层(24)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |