CN220986087U - 一种光伏建筑夹层玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏建筑夹层玻璃，包括两块相对设置的透明玻璃和夹设在两块所述透明玻璃之间的钙钛矿电池，两块所述透明玻璃四周边沿之间密封封装，且两块所述透明玻璃之间填充有惰性气体。一方面，本申请提供了一种钙钛矿电池封装结构，该封装结构成本低，制备过程简单。玻璃封装透光性良好、透过率高，并且具有良好的可逆性。另一方面，通过封装钙钛矿电池制备的光伏建筑夹层玻璃具有光伏发电功能，且可以通过调节钙钛矿电池的透光率来适应人们对玻璃透光度的需求，在满足人们对透光率需求的同时，还能进行发电、降噪隔音以及隔热。

Description

一种光伏建筑夹层玻璃

技术领域

本实用新型涉及光伏材料技术领域，具体涉及一种光伏建筑夹层玻璃。

背景技术

钙钛矿是一种晶体结构，通常由铅、锡、有机分子和卤素离子(如碘、溴)组成。其特殊的晶体结构使其能够高效地吸收光能，并将其转化为电能。与传统的不透明硅太阳能电池不同，钙钛矿电池是一种新型的太阳能电池技术，它采用钙钛矿结构作为光吸收层，能够高效地转换太阳能光子为电能，有望在太阳能建筑一体化领域、移动电子设备领域、柔性电子学以及储能和电网应用等诸多领域具有巨大应用前景，使之成为太阳能领域备受关注的新一代跨越技术。

根据目前相关报道，尽管钙钛矿电池在多个领域有巨大的潜力和应用前景，但目前仍存在一些问题限制其应用的推广和商业化，其中最严重的问题是钙钛矿电池的稳定性和耐久性差，主要源于以下几个原因：

1.水分：钙钛矿材料对水分敏感，可能导致其晶体结构的退化和溶解，从而降低电池的性能和稳定性。水分可以引起钙钛矿电池中的钙离子、铅离子和有机阳离子的迁移，进而导致材料的腐蚀和退化。

2.光热稳定性：钙钛矿材料在高温条件下可能发生热退化，尤其是在光照的作用下。高温会导致钙钛矿晶体结构的破坏和离子迁移，从而导致电池效率的降低和稳定性问题的发生。

3.氧气：氧气可能与钙钛矿材料中的有机阳离子发生反应，导致电池材料的降解和退化。氧气中的湿气的存在会导致电池内部的氧化和腐蚀，进一步影响电池的长期稳定性。

4.机械应力：钙钛矿电池可能受到外界机械应力的影响，例如振动、压力或机械扭曲等，这些应力可能导致钙钛矿材料的破裂和电极与电解质界面的剥离，从而降低电池的稳定性。

因此，为了提高钙钛矿电池的稳定性和耐久性，寻找一种解决外部因素导致钙钛矿电池稳定性和耐久性差问题的方法就显得尤为重要。

寻找适合钙钛矿电池的封装技术有望很好的解决这个问题。钙钛矿电池封装通常是将钙钛矿电池器件包裹在一种具有保护功能的封装材料中，以保护电池内部免受氧气、湿气、灰尘和其他外界环境条件的影响。封装技术在太阳能电池中起着重要的作用，能够提高电池的长期稳定性和可靠性。在钙钛矿电池封装的技术方面，常见的技术和方法有：真空封装、屏蔽层封装、氧化镁封装以及热辐射封装等封装方法，但是这些封装方法也存在着明显的缺点：

1.真空封装：生产成本高昂，并且不适用于大规模生产；生产过程复杂，操作复杂，生产周期较长；潜在泄漏问题，即使在良好的真空环境下，封装仍可能发生泄漏，导致氧气和湿气进入电池内部影响稳定性。

2.屏蔽层封装：屏蔽层封装会降低透光性，屏蔽层封装需要添加额外的屏蔽材料，可能降低光的透过率并且降低光伏器件的效率；并且封装屏蔽层可能会增加电池堆叠温度，进而降低电池性能。

3.氧化镁封装：可逆性差，氧化镁在与空气接触时会形成二氧化镁，这减少了封装性能的可逆性，并且其制备成本较高，可能限制其商业化应用。

4.热辐射封装：具有光学透过率限制，热辐射材料的选用需要考虑其对太阳光的透过率，以充分利用太阳能。因此，在热辐射封装中光学透过率可能受到限制。并且热辐射材料通常对热传导程度较低，可能导致热量积累和热效应问题。

以上封装方法虽然在一定程度上解决了钙钛矿电池的稳定性和耐久性差的问题，但是这些方法存在的缺点也导致钙钛矿电池在实际应用和商业化应用中存在问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种光伏建筑夹层玻璃，该型夹层玻璃内封装有钙钛矿电池，能够显著提高被封装钙钛矿电池的稳定性和耐久性，同时可以具备发电、透光、降噪及隔热等综合性能，有望用于光伏建筑一体化等多场景。

一种光伏建筑夹层玻璃，包括两块相对设置的透明玻璃和夹设在两块所述透明玻璃之间的钙钛矿电池，两块所述透明玻璃四周边沿之间密封封装，且两块所述透明玻璃之间填充有惰性气体。

进一步，所述钙钛矿电池表面通过热熔膜覆盖封装。

进一步，所述热熔膜为聚氨酯(PU)膜、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)膜或聚烯烃(POE)膜。

进一步，所述钙钛矿电池边沿与所述透明玻璃边沿之间相距5mm-7mm。

进一步，所述惰性气体为干燥的惰性气体。

进一步，所述惰性气体为氩气。

进一步，两块所述透明玻璃四周边沿之间通过密封胶密封封装。

进一步，所述密封胶为有机复合封装材料。

进一步，所述有机复合封装材料包括丁基胶。

进一步，两块所述透明玻璃四周边沿之间通过熔接进行密封封装。

本实用新型的有益效果体现在：

一方面，本申请提供了一种钙钛矿电池封装结构，该封装结构成本低，制备过程简单。玻璃封装透光性良好、透过率高，并且具有良好的可逆性。

另一方面，通过封装钙钛矿电池制备的光伏建筑夹层玻璃具有光伏发电功能，且可以通过调节钙钛矿电池的透光率来适应人们对玻璃透光度的需求，在满足人们对透光率需求的同时，还能进行发电、降噪隔音以及隔热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例提供的一种光伏建筑夹层玻璃的结构示意图；

图2为图1所示光伏建筑夹层玻璃的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图2所示，本实用新型提供的一种光伏建筑夹层玻璃，包括两块相对设置的透明玻璃1和夹设在两块所述透明玻璃1之间的钙钛矿电池2，所述钙钛矿电池2边沿与所述透明玻璃1边沿之间相距5mm-7mm。两块所述透明玻璃1四周边沿之间密封封装，且两块所述透明玻璃1之间填充有惰性气体。

本实施例中，透明玻璃1表面平整、没有水波纹，并且具有良好的透光性,玻璃厚度在2mm-20mm，可以根据实际需求进行选择。一方面，玻璃材料隔绝氧气与水分的能力强，并且不会与钙钛矿电池的各组分发生反应从而影响钙钛矿电池的耐久性。另一方面，采用平整度高、无水波纹并且透光度好的玻璃作为封装材料不会影响钙钛矿电池对光子的转化，玻璃吸收光的波长范围在2.4-6微米，而钙钛矿电池吸收光的范围主要集中在400-800纳米之间。因此，使用玻璃作为封装材料不会影响钙钛矿电池对光的吸收。钙钛矿电池用以上方法进行封装，能够使钙钛矿电池的耐久性和稳定性显著提高，大大增加钙钛矿电池的使用寿命。

钙钛矿电池2可以采用透光度可调的钙钛矿电池，该透光度可调的钙钛矿电池的透光度调节范围为0％-85％，从而使整块夹层玻璃的透光度可调，通过调节钙钛矿电池的透光率来适应人们对玻璃透光度的需求，在满足人们对透光率需求的同时，该夹层玻璃还能进行发电、降噪隔音以及隔热。

钙钛矿电池的结构包括导电玻璃衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层以及电极，具体实施时，可以使用透明电极调整钙钛矿吸光层的透光度，也可以通过调整钙钛矿吸光层厚度、调整钙钛矿吸光层的带隙宽度、在钙钛矿吸光层掺杂离子(例如Cs+等)以及调整钙钛矿吸光层为岛状结构或者调整为不连续结构等方法来调整钙钛矿吸光层透光度。

并且，所述钙钛矿电池2表面通过热熔膜覆盖封装。所述热熔膜可以采用聚氨酯(PU)膜、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)膜或聚烯烃(POE)膜等用于光伏电池封装的、具有高透光性的热熔膜，并且热熔膜对钙钛矿电池吸收层和其他电池组分的工作质量没有影响，进一步提升钙钛矿电池的密封效果。

进一步，所述惰性气体为干燥的惰性气体，所述惰性气体为氩气。充入干燥的惰性气体，使空腔内的氧泄露率低于每年0.1％，减缓了钙钛矿材料的退化速率，并且可以抑制电解质的降解，提高钙钛矿电池的稳定性和耐久性。

具体的，两块所述透明玻璃1四周边沿之间可以通过密封胶3密封封装，也可以通过熔接进行密封封装。若采用密封胶3进行密封封装时，所述密封胶可以采用有机复合封装材料，例如丁基胶等。

本实施例还提供了一种光伏建筑夹层玻璃的制作方法，包括以下步骤：

采用压片的方法，将透光度可调的、经过热熔膜覆盖的钙钛矿电池置于两块清洗干净的透明玻璃之间，用玻璃压片机进行压片结合；

结合后用丁基胶将两块透明玻璃四周边沿进行密封粘结；

用中空玻璃专用充气泵充入干燥的惰性气体氩气；

最后依次先后将放气孔和充气孔进行密封。

所述中空玻璃专用充气泵的仪器参数包括：

充气压力：0.4Mpa充气流量：60L/min充气调节范围：0-80L/min气源纯度：99.99(氩气)电压(Power supply):220V 50HZ总功率(Total power):0.1Kw氩气气源：压力0.1Pa，流量0.01L/min使用环境：0-40℃。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：包括两块相对设置的透明玻璃和夹设在两块所述透明玻璃之间的钙钛矿电池，两块所述透明玻璃四周边沿之间密封封装，且两块所述透明玻璃之间填充有惰性气体，所述惰性气体为干燥的惰性气体，所述惰性气体为氩气。

2.根据权利要求1所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：所述钙钛矿电池表面通过热熔膜覆盖封装。

3.根据权利要求2所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：所述热熔膜为聚氨酯(PU)膜、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)膜或聚烯烃(POE)膜。

4.根据权利要求1所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：所述钙钛矿电池边沿与所述透明玻璃边沿之间相距5mm-7mm。

5.根据权利要求1所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：两块所述透明玻璃四周边沿之间通过密封胶密封封装。

6.根据权利要求5所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：所述密封胶为有机复合封装材料。

7.根据权利要求6所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：所述有机复合封装材料包括丁基胶。

8.根据权利要求1所述的一种光伏建筑夹层玻璃，其特征在于：两块所述透明玻璃四周边沿之间通过熔接进行密封封装。