PL240806B1

PL240806B1 - Perovskite-based photovoltaic panel

Info

Publication number: PL240806B1
Application number: PL427523A
Authority: PL
Inventors: Piotr CHUPTYŚ; Piotr Chuptyś
Original assignee: Chuptys Janusz Contissi
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2022-06-06
Also published as: WO2020085926A1; PL427523A1

Abstract

Panel fotowoltaiczny na bazie perowskitu polega na tym, że posiada on co najmniej dwa ogniwa fotowoltaiczne (1) połączone ze sobą szeregowo i nierozłącznie o identycznej budowie utworzone z pionowo i równolegle usytuowanych względem siebie i nierozłącznie połączonych ze sobą warstw, które stanowią: co najmniej jedna warstwa foliowa (3) i/ lub co najmniej jedna warstwa w postaci płytki szklanej (4) i co najmniej jedna powłoka perowskitowa (5), przy czym przednie czoło tego panelu połączone jest z elektrodą dodatnią (+), a przeciwległe mu tylne czoło z elektrodą ujemną (-), tak że obie te elektrody stykają się ze wszystkimi pionowo usytuowanymi powłokami perowskitowymi (5) wszystkich ogniw fotowoltaicznych (1), a ponadto wszystkie jego ogniwa fotowoltaiczne (1) mają identyczne szerokości, wysokości (h) i długości, które tworzą panel fotowoltaiczny o szerokości (S), wysokości (h) i długości.A perovskite-based photovoltaic panel consists in that it has at least two photovoltaic cells (1) connected in series and inseparably with each other of identical structure formed from layers arranged vertically and in parallel with each other and inseparably connected with each other, which are: at least one foil layer (3) and/or at least one layer in the form of a glass plate (4) and at least one perovskite coating (5), wherein the front face of said panel is connected to a positive electrode (+) and the rear face opposite it is connected to a negative electrode (-), so that both of these electrodes are in contact with all vertically arranged perovskite coatings (5) of all photovoltaic cells (1), and furthermore all of its photovoltaic cells (1) have identical widths, heights (h) and lengths, which form a photovoltaic panel with a width (S), height (h) and length.

Description

PL 240 806 B1PL 240 806 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest panel fotowoltaiczny na bazie perowskitu, wykorzystujący bardzo duże spektrum światła słonecznego, zwiększając konwersję promieniowania słonecznego na energię elektryczną.The subject of the invention is a perovskite-based photovoltaic panel that uses a very large spectrum of sunlight, increasing the conversion of solar radiation to electricity.

Znane są z publikacji na stronie internetowej https://www.laserfocusworld.com/articles/print/vol- ume-51/issue-02/features/laser-powered-devices-high-concentration-pv-cell-enables-high-wattage-laser-power-transmission.html ogniwa fotowoltaiczne VMJ (Vertical Multi Junctions) oparte na krzemie, konkurencyjne cenowo z klasycznymi ogniwami fotowoltaicznymi, które działają najskuteczniej w przypadku systemów laserowych o długości fal w zakresie 900 do 1000 nm, przy czym skład materiałowy komórki VMJ i jej struktura stanowią podstawę konkurencyjności komórki w zastosowaniach do laserowej transmisji mocy. Komórka VMJ jest połączoną szeregowo z komórką miniaturowego krzemowego pionowego złącza. Komórka VMJ jest wytworzona przez łączenie razem stosu rozproszonych i metalizowanych płytek krzemowych, oraz rozcięcie tego stosu na cienkie plasterki, w wyniku czego powstają ogniwa o wysokim napięciu i niskim natężeniu prądu, z których każde zawiera około 50 jednostek (złączy) na centymetr długości, uzyskując prawie 30 V/cm. Przewody elektryczne są przymocowane do styków krańcowych, dzięki czemu prąd płynie z końców tych ogniw.They are known to be published on the website https://www.laserfocusworld.com/articles/print/vol- ume-51 / issue-02 / features / laser-powered-devices-high-concentration-pv-cell-enables-high -wattage-laser-power-transmission.html silicon-based VMJ (Vertical Multi Junctions) photovoltaic cells, competitively priced with classic photovoltaic cells, which work most efficiently for laser systems with wavelengths in the 900 to 1000 nm range, with the material composition VMJ cells and its structure form the basis of cell competitiveness in laser power transmission applications. The VMJ cell is connected in series with the miniature silicon vertical junction cell. A VMJ cell is produced by joining together a stack of dispersed and metallized silicon wafers, and cutting the stack into thin slices, resulting in high voltage, low current cells each containing about 50 units (connectors) per centimeter in length. almost 30 V / cm. The electric wires are attached to the end contacts so that current flows from the ends of the cells.

Zasadę działania opisanego wyżej ogniwa fotowoltaicznego VMJ wykorzystano w przytoczonym niżej opisie patentowym wynalazku nr US20150000729A1, z którego wynika, że ogniwo słoneczne z warstwą pasywacyjną składa się z ogniwa pionowego połączonego z wieloma ogniwami fotowoltaicznymi VMJ, warstwy pasywacyjnej na tym pionowym ogniwie przepuszczającej światło oraz z warstwy przeciwodblaskowej przykrywającej tę warstwę pasywacyjną, przy czym każde ogniwo VMJ zawiera wiele podłoży połączeń PN ustawionych w odstępach oraz wiele warstw elektrodowych, umieszczonych pomiędzy dwoma sąsiednimi podłożami PN i połączonych z nimi, wytwarzając styki oporowe o niskiej rezystancji, silnym połączeniu i dobrym przewodzeniu cieplnym. Podłoża połączeń mogą być wykonane z materiału wybranego z grupy złożonej z GaAs, Ge, InGaP i ich kombinacji, natomiast warstwy elektrodowe mogą być wykonane z materiału wybranego z grupy złożonej z Si, Ti, Co, W, Hf, Ta, Mo, Cr, Ag, Cu, Al i ich mieszanin stopowych. Poza tym każde podłoże połączenia PN składa się z powierzchni końcowej typu P+, powierzchni końcowej typu P, powierzchni końcowej typu N i powierzchni typu N+, przy czym warstwa pasywacyjna tego ogniwa pokrywa wszystkie te powierzchnie końcowe typu P+, P, N i N+ oraz powierzchnie osłonięte w celu obniżenia prawdopodobieństwa rekombinacji nośników wywołanej absorbcją światła słonecznego. Elektrody przewodzące tego ogniwa służące do przekazywania energii elektrycznej wytworzonej przez ogniwo VMJ są nakładane oddzielnie na pierwszą i drugą powierzchnię końcową. W ogniwie tym podłoża połączeń PN obejmują powierzchnię przepuszczającą światło, która obejmuje powierzchnię końcową typu P+ warstwy domieszkowania dyfuzyjnego typu P+, powierzchnię końcową typu P warstwy domieszkowania dyfuzyjnego typu P, powierzchnię końcową typu N warstwy domieszkowania dyfuzyjnego typu N oraz powierzchnię końcową typu N+ warstwy domieszkowania dyfuzyjnego typu N+, przy czym celem tego ogniwa słonecznego z warstwą pasywacyjną jest obniżenie prawdopodobieństwa występowania rekombinacji jego nośników indukowanych przez pochłanianie światła słonecznego.The principle of operation of the above-described VMJ photovoltaic cell was used in the following patent description No. antireflective covering the passivation layer, each VMJ cell comprising a plurality of spaced PN junction substrates and a plurality of electrode layers sandwiched between and attached to two adjacent PN substrates to produce resistance contacts with low resistance, strong bonding, and good thermal conductivity. The bonding substrates may be made of a material selected from the group consisting of GaAs, Ge, InGaP and combinations thereof, while the electrode layers may be made of a material selected from the group consisting of Si, Ti, Co, W, Hf, Ta, Mo, Cr, Ag, Cu, Al and their alloy mixtures. Besides, each substrate of the PN junction consists of a P + type end face, a P type end face, an N + type face, and the passivation layer of this cell covers all these P +, P, N and N + end faces and the shielded surfaces. to reduce the likelihood of recombination of carriers due to the absorption of sunlight. The conductive electrodes of this cell for transferring the electrical energy produced by the VMJ cell are applied separately to the first and second end surfaces. In this cell, the substrates of the PN junctions include a light transmitting surface, which includes a P + type end face + P + diffusion doping layers, a P type end face of a P-type diffusion doping layer, an N type end face of an N-type diffusion doping layer, and an N type end face + a diffusion doping layer. of the N + type, the purpose of this solar cell with a passivation layer is to reduce the probability of recombination of its carriers induced by the absorption of sunlight.

Znany jest z japońskiego opisu patentowego JP20050118411 panel, posiadający złącze pn składające się z p-kanałowej warstwy organicznego półprzewodnika typu p wybranej z grupy składającej się z ftalocyjaniny i chinakrydonów i n-kanałowej warstwy organicznego półprzewodnika typu n wybranej z grupy składającej się z pochodnych perylenu, pochodnych naftalenu i fulerenów, przy czym wszystkie te warstwy ułożone są w kierunku pionowym i umieszczone są pomiędzy bocznymi dwoma metalowymi elektrodami, usytuowanymi równolegle do złącza.A panel is known from the Japanese patent JP20050118411 having a pn junction consisting of a p-channel organic p-type semiconductor layer selected from the group consisting of phthalocyanine and quinacridones and an n-channel organic n-type semiconductor layer selected from the group consisting of perylene derivatives, naphthalene derivatives and fullerenes, all of these layers in a vertical direction and placed between two side metal electrodes parallel to the junction.

Znane jest także z opisu patentowego EP0204567 ogniwo słoneczne, którego moduł złożony jest z dwóch różnych paneli ogniw słonecznych cienkowarstwowych, przy czym pierwszy panel zawiera szereg ogniw słonecznych składających się z półprzewodnika z cienkowarstwowego stopu krzemu (TFS) umieszczonego pomiędzy przezroczystą warstwą przewodzącą złożoną z tlenku cynku i inną przezroczystą warstwą przewodzącą, która jest osadzona na odpowiednim przezroczystym podłożu izolacyjnym, z kolei poniżej pierwszego panelu zwrócony w stronę przezroczystej warstwy przewodzącej tlenku cynku tego panelu umieszczony jest drugi panel, który zawiera szereg ogniw słonecznych z diselenku miedzi i indu (CIS) składających się z podłoża izolacyjnego, osadzonej na nim przewodzącejAlso known from EP0204567 is a solar cell, the module of which is composed of two different panels of thin-film solar cells, the first panel comprising a series of solar cells consisting of a thin-film silicon alloy (TFS) semiconductor sandwiched between a transparent conductive layer composed of zinc oxide. and another transparent conductive layer that is deposited on a suitable transparent insulating substrate, and below the first panel facing the zinc oxide transparent conductive layer of this panel is a second panel that contains a series of copper indium diselenide (CIS) solar cells consisting of from an insulating substrate, a conductive deposited on it

PL 240 806 B1 warstwy metalu i półprzewodnika CIS na warstwie metalicznej i półprzewodniku z tlenku cynku osadzonego na warstwie CIS, przy czym te dwa panele fotoprzewodzące oddzielone są od siebie przezroczystą warstwą izolacyjną.There are layers of metal and CIS semiconductor on the metal layer and the zinc oxide semiconductor deposited on the CIS layer, the two photoconductive panels being separated from each other by a transparent insulating layer.

Znane jest również z opisu patentowego US2018240606A1 perowskitowe ogniwo fotowoltaiczne zawierające pierwszą warstwę transportującą ładunek (transportującą dziury) zawierające wiele nanokryształów półprzewodnikowych, w tym rdzeń i powłokę będącą w kontakcie z pierwszą elektrodą na przykład z tlenku indowo-cynowego umieszczoną na podłożu, które stanowi przewodzące szkło (ITOglass) lub tworzywo sztuczne oraz drugą warstwę transportującą ładunek (elektrony) w kontakcie z drugą elektrodą i warstwą absorbera zawierającą materiał perowskitowy, umieszczoną pomiędzy obu tymi warstwami transportującymi, przy czym wszystkie te warstwy usytuowane są w pozycji poziomej i równolegle względem siebie. Poza tym w ogniwie tym materiał perowskitowy zawiera perowskit ołowiowo-halogenowy (MAPbL3), a podłoże może być także wykonane z tworzywa sztucznego lub z metalu, natomiast rdzeń zawiera pierwszy materiał półprzewodnikowy typu PbS oraz drugi materiał półprzewodnikowy typu CdS, stanowiący osłonę.It is also known from US2018240606A1 a perovskite photovoltaic cell comprising a first charge transporting (hole transporting) layer comprising a plurality of semiconductor nanocrystals, including a core and a coating in contact with a first electrode, e.g. (ITOglass) or plastic and the second charge transport layer (s) in contact with the second electrode and the perovskite material containing absorber layer sandwiched between the two transporting layers, all of these layers lying horizontally and parallel to each other. In addition, in this cell, the perovskite material contains lead-halogen perovskite (MAPbL3), and the substrate can also be made of plastic or metal, and the core includes a first PbS semiconductor material and a second CdS semiconductor material as a sheath.

Z kolei znane z opisu patentowego US2018248142A1 ogniwo fotowoltaiczne posiadające strukturę zawierającą monokrystaliczną warstwę z perowskitem składa się z podłoża wykonanego z jednego lub więcej szkieł, powlekanych: tlenkiem indowo-cynowym (ITO), tlenkiem cyny powlekanego fluorkiem (FTO), krzemu i krzemu pokrytego metalem lub ich kombinację, monokrystalicznej folii z metaloorganicznym halogenkiem perowskitu umieszczonej na podłożu oraz z warstwy metalu umieszczonej na monokrystalicznej folii z perowskitu z metaloorganicznym halogenkiem, w której warstwa metalu wybrana jest spośród Au, Ag, Cu lub ich kombinacji. Poza tym w ogniwie tym monokrystaliczna folia perowskitowa z metaloorganicznym halogenkiem ma grubość wynoszącą od 300 nm do 50 μm, a warstwa metalowa ma grubość od 50 do 200 nm.In turn, the photovoltaic cell known from the patent description US2018248142A1 having a structure containing a monocrystalline layer with a perovskite consists of a substrate made of one or more glasses, coated with: indium tin oxide (ITO), tin oxide coated with fluoride (FTO), silicon and silicon coated with metal or a combination thereof, a monocrystalline organometallic perovskite halide foil provided on a substrate and a metal layer disposed on a monocrystalline organometallic-halide perovskite foil, wherein the metal layer is selected from Au, Ag, Cu or a combination thereof. Moreover, in this cell, the monocrystalline perovskite foil with an organometallic halide has a thickness of 300 nm to 50 μm, and a metal layer has a thickness of 50 to 200 nm.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji panelu fotowoltaicznego z ogniwami na bazie absorbera perowskitowego o zwiększonej wydajności przetwarzania światła słonecznego na energię elektryczną oraz stwarzającej możliwość łączenia wielu ogniw fotowoltaicznych o zróżnicowanej ich absorpcyjności.The aim of the invention is to develop a new structure of a photovoltaic panel with cells based on a perovskite absorber with an increased efficiency of converting sunlight into electricity and making it possible to combine many photovoltaic cells with different absorptivity.

Istota panelu fotowoltaicznego na bazie perowskitu, którego połączone ze sobą szeregowo płytkowe prostopadłościenne ogniwa fotowoltaiczne zawierają warstwę szklaną, warstwy transportujące ładunek energii elektrycznej i warstwę foliową oraz osadzoną na jednej z nich warstwę absorbującą, zawierającą materiał perowskitowy, a ponadto panel ten wyposażony jest w elektrodę dodatnią i elektrodę ujemną charakteryzuje się tym, że posiada od 2 do 1000 ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą szeregowo i nierozłącznie o identycznej budowie, utworzonych z pionowo i równolegle usytuowanych względem siebie i nierozłącznie połączonych ze sobą warstw, które stanowią: warstwy foliowe o grubości wynoszącej od 1 μm do 1000 μm w ilości od 1 do 3000, i/lub warstwy płytek szklanych o grubości wynoszącej od 30 μm do 1000 μm w ilości od 1 do 2000 i warstwy powłok perowskitowych o grubości od 10 nm do 1000 nm w ilości 1 do 2000, przy czym przednie czoło tego panelu połączone jest z elektrodą dodatnią (+), a przeciwległe mu tylne czoło z elektrodą ujemną (-), tak że obie te elektrody stykają się ze wszystkimi pionowo usytuowanymi powłokami perowskitowymi wszystkich ogniw fotowoltaicznych, przy czym wysokość (h) i długości (L) ogniwa fotowoltaicznego równa jest wysokości (h) i długości (L) panela fotowoltaicznego.The essence of a perovskite-based photovoltaic panel, whose series connected plate cuboidal photovoltaic cells contain a glass layer, electric charge transport layers and a foil layer, and an absorbing layer deposited on one of them, containing perovskite material, and the panel is also equipped with a positive electrode and the negative electrode is characterized by the fact that it has from 2 to 1000 photovoltaic cells connected in series and inseparably of identical structure, formed by vertically and parallelly arranged and inseparably connected layers, which are: foil layers with a thickness ranging from 1 μm to 1000 μm in the amount from 1 to 3000, and / or a layer of glass plates with a thickness from 30 μm to 1000 μm in the amount of 1 to 2000 and a layer of perovskite coatings with a thickness from 10 nm to 1000 nm in the amount of 1 to 2000, the front face of the panel is connected to the positive electrode (+), a the opposite rear face with the negative electrode (-) so that both these electrodes are in contact with all vertically positioned perovskite shells of all photovoltaic cells, the height (h) and length (L) of the photovoltaic cell being equal to the height (h) and length ( L) solar panel.

Korzystnym jest również gdy każde ogniwo fotowoltaiczne posiada element folii elektroizolacyjnej jednostronnie klejącej, do której przylega płytka szklana, której jedna powierzchnia pokryta jest powłoką perowskitową, do której przylega druga płytka szklana.It is also advantageous if each photovoltaic cell has an element of a single-sided adhesive electro-insulating foil, to which is adhered a glass plate, one surface of which is covered with a perovskite coating, to which the other glass plate adheres.

Korzystnym jest także gdy każde ogniwo fotowoltaiczne posiada element folii elektroizolacyjnej jednostronnie klejącej, do której przylega element analogicznej folii elektroizolacyjnej połączonej z powłoką perowskitową, do której przylega płytka szklana.It is also advantageous if each photovoltaic cell has an element of a single-sided adhesive electro-insulating foil, to which is adhered an element of an analogous electro-insulating foil combined with a perovskite coating to which a glass plate adheres.

Korzystnym jest również gdy każde ogniwo fotowoltaiczne posiada element folii elektroizolacyjnej jednostronnie klejącej, do której przylega płytka szklana, powleczona jednostronnie powłoką perowskitową z przylegającej do niej drugą analogiczną płytką szklaną.It is also advantageous for each photovoltaic cell to have a one-sided adhesive electro-insulating foil element to which a glass plate adheres, coated on one side with a perovskite coating with a second analogous glass plate adjoining it.

Korzystnym jest także, gdy jego ogniwo fotowoltaiczne posiada element folii elektroizolacyjnej jednostronnie klejącej, do której przylega powłoka perowskitowa, połączona z płytką szklaną, której druga powierzchnia powleczona jest kolejną powłoką perowskitową z przylegającym do niej elementem folii elektroizolacyjnej.It is also advantageous if its photovoltaic cell has an element of an electro-insulating foil on one side, to which a perovskite coating adheres, connected to a glass plate, the second surface of which is covered with another perovskite coating with an adjacent element of an electro-insulating foil.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że połączenie ze sobą w ogniwie fotowoltaicznym kilku materiałów, w tym zawierających co najmniej jedną powłokę absorbera perowskitowego nanoszoną na co najmniejIt has surprisingly been found that the combination of several materials in a photovoltaic cell, including those containing at least one perovskite absorber coating applied to at least

PL 240 806 B1 jedną powierzchnię jednego z tych materiałów usytuowanych pionowo i równolegle względem siebie w wyniku czego górne boczne mikrościanki tych powłok perowskitowych są odsłonięte oraz połączenie szeregowe ze sobą tych ogniw w ilości zależnej od żądanych wymiarów gabarytowych utworzonych z nich paneli fotowoltaicznych spowodowało zwiększenie konwersji energii rozproszonej światła wielokrotnie odbitego wewnątrz tak skonstruowanego panelu w energię elektryczną, a zarazem zwiększenie wydajności przetwarzania światła słonecznego w energię elektryczną.One surface of one of these materials located vertically and parallel to each other, as a result of which the upper side microvasps of these perovskite coatings are exposed, and the series connection of these cells in a number depending on the desired overall dimensions of the photovoltaic panels made of them resulted in an increase in energy conversion. diffused light reflected many times inside such a panel into electricity, and at the same time increasing the efficiency of converting sunlight into electricity.

Przedmiot wynalazku w czterech przykładach jego wykonania został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszą odmianę wykonania monolitycznego panelu fotowoltaicznego na bazie perowskitu z trzema identycznymi ogniwami fotowoltaicznymi zawierającymi powłokę perowskitową naniesioną na jedną powierzchnię płytki szklanej każdego z tych ogniw w widoku perspektywicznym, fig. 2 - ten sam panel w stanie rozłożonym jego tych trzech ogniw bez ich łączników klejowych w widoku perspektywicznym, fig. 3 - drugą odmianę wykonania tego panelu fotowoltaicznego z czterema identycznymi ogniwami fotowoltaicznymi, zawierającymi powłokę perowskitową naniesioną na jedną powierzchnię folii dwustronnie klejącej każdego z tych ogniw w widoku perspektywicznym, fig. 4 - ten sam panel w stanie rozłożonym jego tych czterech ogniw bez ich łączników klejowych w widoku perspektywicznym, fig. 5 - trzecią odmianę wykonania tego panelu fotowoltaicznego z czterema identycznymi ogniwami fotowoltaicznymi zawierającymi dwie powłoki perowskitowe naniesione na obie powierzchnie jednej folii każdego z tych ogniw w widoku perspektywicznym, fig. 6 - ten sam panel w stanie rozłożonym jego tych czterech ogniw, bez ich łączników klejowych w widoku perspektywicznym, fig. 7 - czwartą odmianę wykonania tego panelu fotowoltaicznego z sześcioma identycznymi ogniwami fotowoltaicznymi zawierającymi dwie powłoki perowskitowe naniesione na obie powierzchnie jednej płytki szklanej każdego z tych ogniw w widoku perspektywicznym, fig. 8 - ten sam panel w stanie rozłożonym jego tych sześciu ogniw, bez ich łączników klejowych w widoku perspektywicznym, natomiast mając na uwadze dokładniejszą interpretację budowy panelu fotowoltaicznego według wynalazku na rysunku fig. 9 przedstawiono przykładowy prostopadłościenny płytkowy półwyrób - utworzony z trwale połączonych ze sobą znanymi metodami jego elementów składowych zawierających folię jednostronnie klejącą, płytkę szklaną z powłoką perowskitową na jednej jej powierzchni i przylegającą do nich płytką szklaną, które to elementy usytuowane są poziomo i równolegle względem siebie, który po rozcięciu go na cienkie płytkowe prostopadłościenne elementy umożliwiał będzie wykorzystanie ich jako ogniw fotowoltaicznych tego panelu. Poza tym mając na uwadze małe grubości elementów składowych ogniw fotowoltaicznych przedmiotowego panelu fotowoltaicznego przedstawionych na rysunkach fig. 1-8 rysunki te wykonano w znacznym powiększeniu w porównaniu do rzeczywistych grubości elementów składowych tych paneli.The subject of the invention in four examples of its implementation is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the first embodiment of a monolithic photovoltaic panel based on a perovskite with three identical photovoltaic cells containing a perovskite coating applied to one surface of a glass plate of each of these cells in a perspective view, Fig. 2 - the same disassembled panel of its three cells without their adhesive connectors in a perspective view, Fig. 3 - a second embodiment of this photovoltaic panel with four identical photovoltaic cells, containing a perovskite coating applied to one surface of a double-sided adhesive film of each of these 4 cells in a perspective view, fig. 4 - the same panel in the disassembled state of its four cells without their adhesive connectors in a perspective view, fig. 5 - a third embodiment of this photovoltaic panel with four identical photovoltaic cells with with two perovskite coatings applied to both surfaces of one foil of each of these cells in a perspective view, Fig. 6 - the same panel in the exploded state of its four cells, without their adhesive connectors in a perspective view, Fig. 7 - fourth version of this panel with six identical photovoltaic cells containing two perovskite coatings applied to both surfaces of one glass plate of each of these cells in a perspective view, in view of the more precise interpretation of the structure of the photovoltaic panel according to the invention, Fig. 9 shows an example of a rectangular plate blank - made of its components permanently connected with each other using known methods, including a one-sided adhesive foil, a glass plate with a perovskite coating on one of its sides. the surface and the glass plate adjoining them, which elements are located horizontally and parallel to each other, which, after being cut into thin plate-shaped cuboidal elements, will allow them to be used as photovoltaic cells of this panel. Moreover, in view of the small thicknesses of the components of the photovoltaic cells of the present photovoltaic panel shown in Figures 1-8, these drawings are greatly enlarged compared to the actual thicknesses of the components of these panels.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Panel fotowoltaiczny na bazie perowskitu ma kształt prostopadłościennej monolitycznej płytki o wysokości h = 5 mm, szerokości S i długości L, składającej się z trzech identycznych ogniw fotowoltaicznych 1 o szerokości S1 połączonych trwale i szeregowo ze sobą ich wewnętrznymi bocznymi ścianami warstwami przeźroczystego kleju konstrukcyjnego 2 przewodzącego, przy czym każde z tych ogniw 1 składa się z folii elektroizolacyjnej 3 jednostronnie klejącej typu EVA o grubości 200 μm, połączonej z jedną powierzchnią płytki szklanej 4 o grubości 1000 μm wykonanej ze szkła, której druga przeciwległa powierzchnia powleczona jest trwale powłoką perowskitową 5 o grubości 500 nm, do której powierzchni przylega analogiczna płytka szklana 4’, przy czym wszystkie elementy składowe ogniw 1 usytuowane są pionowo i równolegle względem siebie, a ponadto jedne końce wszystkich połączonych ze sobą ogniw 1 tego panelu połączone są z elektrodą dodatnią, a drugie przeciwległe ich końce z elektrodą ujemną.The perovskite-based photovoltaic panel has the shape of a rectangular monolithic plate with a height h = 5 mm, width S and length L, consisting of three identical photovoltaic cells 1 with a width S1 connected permanently and in series with each other with their inner side walls with layers of transparent structural adhesive 2 conductive each of these cells 1 consists of an electro-insulating foil 3 on one-sided adhesive EVA type, 200 μm thick, connected to one surface of a glass plate 4 with a thickness of 1000 μm made of glass, the other opposite surface of which is permanently coated with a perovskite coating 5 with a thickness of 500 nm, the surface of which is adjacent to an analogous glass plate 4 ', whereby all the components of cells 1 are vertically and parallel to each other, and moreover, one ends of all interconnected cells 1 of this panel are connected to the positive electrode, and the other opposite to them ends with negative electrode.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Panel fotowoltaiczny na bazie perowskitu ma kształt prostopadłościennej monolitycznej płytki o wysokości h = 10 mm składającej się z czterech identycznych ogniw fotowoltaicznych 1 o szerokości S1 połączonych trwale i szeregowo ze sobą wewnętrznymi bocznymi ich ścianami warstwami przeźroczystego kleju konstrukcyjnego 2 przewodzącego, przy czym każde z tych ogniw 1 składa się z folii elektroizolacyjnej 3 jednostronnie klejącej typu EVA o grubości 1 μm połączonej z jedną powierzchnią drugiej folii elektroizolacyjnej 3’ typu EVA, której druga powierzchnia powlekana jest trwale powłoką perowskitową 5 o grubości 10 nm, która połączona jest trwale z płytką szklaną 4 o grubości 30 μm wykonaną ze szkła, przy czym wszystkie elementy składowe tych czterech ogniw 1 usytuowane są pionowo i równolegle względem siebie, a ponadto jedne końce tych czterech ogniw 1 połączonych ze sobą szeregowo połączone są z elektrodą dodatnią, a drugie przeciwległe ich końce z elektrodą ujemną.The perovskite-based photovoltaic panel has the shape of a rectangular monolithic plate h = 10 mm high, consisting of four identical photovoltaic cells 1 with a width S1 connected permanently and in series with each other with internal side walls with layers of transparent structural adhesive 2 conductive, each of these cells 1 consists of an electro-insulating foil 3 one-sided adhesive EVA type, 1 μm thick connected to one surface of the second EVA type 3 'electro-insulating foil, the second surface of which is permanently coated with a perovskite coating 5 with a thickness of 10 nm, which is permanently connected to a glass plate 4 of 30 μm thick made of glass, all the components of these four cells 1 are vertically and parallel to each other, and moreover, one ends of these four cells 1 connected in series are connected with the positive electrode, and the other opposite ends with the negative electrode .

Claims

PL 240 806 B1

P r z k ł a d 3

The perovskite-based photovoltaic panel has the shape of a rectangular monolithic plate h = 25 mm high, consisting of four identical photovoltaic cells 1 with a width S1 connected with each other by internal side walls with layers of transparent structural adhesive 2 conductive, each of these cells 1 consists of from three layers of foil: 3, 3 'and 3 "EVA type with a thickness of 100 μm, while both surfaces of the 3' film are covered with a perovskite coating 5 and 5 'with a thickness of 1000 nm, moreover, all the components of these four cells 1 are also located vertically and parallel to each other, and one ends of the four cells 1 connected in series with each other are connected to the positive electrode and the other opposite ends to the negative electrode.

P r z k ł a d 4

The perovskite-based photovoltaic panel has the shape of a rectangular monolithic plate h = 50 mm high, consisting of six identical photovoltaic cells 1 with a width S1, connected permanently and in series with their internal side walls with layers of transparent structural adhesive 2 conductive, each of these cells 1 consists of a foil 3 of the EVA type with a thickness of 1000 μm, covered on one side with a perovskite coating 5 with a thickness of 250 nm, with one surface of a glass plate 4 with a thickness of 500 μm, made of glass, the other surface of which is covered with another perovskite coating 5 'with a thickness of 200 nm, to which is adhered a second EVA-type foil 3' with a thickness of 500 μm, all the components of the six cells 1 being vertical and parallel to each other. Moreover, one ends of the six cells 1 connected in series with each other are connected to the positive electrode, and the other opposite ends to the negative electrode.

In further exemplary embodiments not shown, the perovskite-based photovoltaic panels included two, ten, one hundred, and one thousand photovoltaic cells consisting of 3 and / or 3 'and / or 3 "film layers, 5 and / or 5' perovskite coatings, and glass plates 4 and / or 4 ', arranged parallel to each other and vertically and connected to each other analogously as described in examples 1-4, the number of these cells depended on their purpose and their overall dimensions.

After reviewing the above-described examples of perovskite-based photovoltaic panel structures and figures 1-8, other configurations of the perovskite-based photovoltaic panel structures and their advantages to the skilled person will become apparent, as the essence of the present invention is the vertical arrangement of the components of the cells of these panels. enabling electrical connection of all perovskite coatings with the positive and negative electrodes of these panels connected in series with each other. An obvious solution would also be to replace the perovskite coating or coatings with quantum dots in this invention.

Patent claims

1.Perovskite-based photovoltaic panel, whose series-connected lamellar cuboid photovoltaic cells contain a glass layer, electric charge transport layers and a foil layer, and an absorbing layer deposited on one of them, containing perovskite material, and the panel is also equipped with an electrode positive and negative electrode, characterized in that it has from 2 to 1000 photovoltaic cells (1) connected in series and inseparably with the same structure, formed of vertically and parallelly arranged and inseparably connected with each other layers, which are: foil layers ( 3, 3 'or 3 ") with a thickness ranging from 1 μm to 1000 μm in an amount from 1 to 3000, and / or a layer of glass plates (4 or 4') with a thickness of 30 μm to 1000 μm in an amount from 1 to 2000 and layers of perovskite coatings (5 or 5 ') with a thickness from 10 nm to 1000 nm in the amount of 1 to 2000, the front face of this panel is connected to the positive electrode (+) and the opposite rear face with the negative electrode (-) so that both these electrodes are in contact with all vertically positioned perovskite shells (5 or 5 ') of all photovoltaic cells (1), the height (h) and the length (L) of the photovoltaic cell (1) is equal to the height (h) and length (L) of the photovoltaic panel.

PL 240 806 B1

2. A photovoltaic panel according to claim The method of claim 1, characterized in that each of its photovoltaic cells (1) has an element of electro-insulating foil (3) which is glued on one side, to which a glass plate (4) adheres, one surface of which is covered with a perovskite coating, to which the other glass plate (4 ') adheres .

3. A photovoltaic panel according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that each of its photovoltaic cells (1) has an element of an electro-insulating foil (3) which is glued on one side, to which an element of an analogous electro-insulating foil (3 ') adheres to it, combined with a perovskite coating (5), to which a glass plate (4) adheres. .

4. A photovoltaic panel according to claim The method of claim 1, characterized in that each of its photovoltaic cells (1) has an element of electro-insulating foil (3) on one side, adhered to a glass plate (4), coated on one side with a perovskite coating (5) with a second analogous glass plate (4 ') adjacent to it (4'). ).

5. A photovoltaic panel according to claim 1 A method according to claim 1, characterized in that each of its photovoltaic cells (1) has an element of electro-insulating foil (3) on one side, to which a perovskite coating (5) adheres, connected to a glass plate (4), the second surface of which is covered with another perovskite coating (5). ') with an element of the electro-insulating foil adjacent to it (3').