一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法技术

本发明专利技术属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法。该钙钛矿太阳能电池组件的封装方法，封装方法包括以下步骤：将封装基材固定于第一恒温机构的第一恒温面；将封装胶材置于封装基材之上；将钙钛矿太阳能电池本体固定于第二恒温机构的第二恒温面；调节第一恒温机构使封装胶材的温度为T1；调节第二恒温机构使钙钛矿太阳能电池本体的温度为T2，T1

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法


[0001]本专利技术属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法。

技术介绍

[0002]近几年，金属卤化物杂化钙钛矿太阳能电池研究风靡全球，目前经权威机构认证的最高电池效率已经突破25%，该效率超过传统薄膜太阳能电池的效率，与商业化程度最高的晶硅太阳能电池效率相当。
[0003]钙钛矿材料在普通大气条件下容易降解，目前一般通过封装手段来解决水分和氧气对钙钛矿的影响。对于商用的硅太阳能电池封装一般采用EVA塑料（乙烯
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醋酸乙烯共聚物）或者POE塑料（乙烯
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丁烯高聚物或乙烯
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辛烯高聚物），封装胶夹在玻璃和背板之间，封装过程中将电池和封装胶以及封装背板材料一起放入真空层压机在腔体中加热至140℃左右，利用上下腔体的真空压强差进行压合，时间一般在20min以上，这样的压强通常小于一个大气压。对于钙钛矿太阳能电池，目前采用的方法也是类似于上述硅电池的方式。而事实上，甲脒基钙钛矿退火温度为150℃，甲胺基钙钛矿层退火温度为100℃，有机空穴传输层通常在室温下制备，在140℃的长时间层压过程中很有可能会对这些材料造成损伤，导致这些材料的分解以至于电池性能的下降。为了解决钙钛矿太阳能电池本体会在封装过程中与封装基材、封装胶材处于相同的长时间高温使会使电池性能下降这一问题，亟需提出一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法，所述封装方法具有能够缩短压合时间、减少钙钛矿太阳能电池本体的损伤、封装前后其钙钛矿太阳能电池光电性能无损失。
[0005]本专利技术的专利技术构思为：通过在封装装置中设置两个可独立调节温度的压力面，使钙钛矿太阳能电池本体在整个封装过程中保持相对较低的温度能够保护电池的效率，封装胶材在较高的温度预先融化，能够缩短压合时间、减少钙钛矿太阳能电池本体的损伤。使得用此封装装置制得的钙钛矿太阳能电池，封装前后其钙钛矿太阳能电池光电性能无损失。
[0006]本专利技术的第一方面提供一种钙钛矿太阳能电池组件的封装方法，封装装置包括以下结构：第一恒温机构，具有第一恒温面；第二恒温机构，具有第二恒温面；压强控制机构，所述压强控制机构用于控制所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的压强；所述封装方法包括以下步骤：将封装基材固定于所述第一恒温机构的所述第一恒温面；将封装胶材置于所述封装基材之上；将钙钛矿太阳能电池本体固定于所述第二恒温机构的所述第二恒温面；调节第一恒温机构使所述封装胶材的温度为T1；
调节第二恒温机构使所述钙钛矿太阳能电池本体的温度为T2，T1
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T2≥10℃；通过压强控制机构控制所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的压强，将所述钙钛矿太阳能电池本体、所述封装胶材和所述封装基材共同压合并粘结到一起，制得钙钛矿太阳能电池组件。
[0007]相对于现有技术，该第一方面提供的一种封装方法的有益效果如下：通过将钙钛矿太阳能电池本体在整个封装过程中保持一个相对较低的温度，可以有效解决封装过程中钙钛矿电池中材料在高温下劣化的问题。用封装胶材单独熔化的方式可以有效减少钙钛矿电池受热时间。也能够控制封装胶材在较高的温度预先融化，能够缩短压合时间、减少电池本体的损伤。同时，封装时间的缩减也可以有效减少熔融状态的封装胶的流动和压强对钙钛矿电池表面电极的机械损伤。用此封装方法制得的钙钛矿太阳能电池组件，封装前后其钙钛矿太阳能电池光电性能无损失。
[0008]优选的，所述压强控制机构连接于所述第二恒温面上方。
[0009]优选的，所述第二恒温机构位于第一恒温机构的上方。
[0010]优选的，所述压强控制机构包括真空型压强控制机构、气缸型压强控制机构和液压型压强控制机构中的至少一种。
[0011]优选的，所述压强控制机构包括真空型压强控制机构、气缸型压强控制机构中的至少一种。
[0012]优选的，所述封装装置还包括温度和时间显示和控制单元、压强显示单元。
[0013]优选的，所述封装装置还包括气体控制系统，所述气体控制系统控制所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的气体氛围。
[0014]优选的，所述气体控制系统包括真空调节机构，所述真空调节机构用于调节所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的真空度。
[0015]优选的，所述气体控制系统包括氮气发生装置。
[0016]优选的，所述调节第一恒温机构还包括调节第一保温时间，所述第一保温时间中所述第一恒温机构使所述封装胶材的温度变为T1，所述第一保温时间为1
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60min；进一步优选的所述第一保温时间为1
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30min。在第一保温时间中，所述封装胶材得到充分的熔化。
[0017]优选的，所述调节第二恒温机构还包括调节第二保温时间，所述第二保温时间中所述第二恒温机构使所述钙钛矿太阳能电池本体的温度变为T2，所述第二保温时间为1
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60min；进一步优选的所述第二保温时间为1
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30min。
[0018]优选的，所述T1为20
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300℃；进一步优选的，所述T1为80
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300℃；更进一步优选的，所述T1为100
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200℃。
[0019]优选的，所述T2大于等于10℃且小于140℃；进一步优选的，所述T2为25
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60℃。
[0020]优选的，所述压强为0.01MPa
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50MPa；进一步优选的，所述压强为0.01MPa
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5MPa；更进一步优选的，所述压强为0.05MPa
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5MPa。
[0021]优选的，所述压合的时间为0.1
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3600s；进一步优选的，所述压合的时间为0.1
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100s；进一步优选的，所述压合的时间为1
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60s。
[0022]优选的，所述钙钛矿太阳能电池组件还进行排泡处理，所述排泡处理包括加热、真空处理和增加压力中的至少一种工序。
[0023]优选的，所述封装基材包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、
乙烯
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醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
[0024]优选的，所述封装胶材包括聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸系共聚物、硅烷化聚醚、聚氨酯中的至少一种。
[0025]优选的，所述聚烯烃包括乙烯
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醋酸乙烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、聚异丁烯中的至少一种。
[0026]优选的，所述聚氨酯包括硅烷封端聚氨酯和/或反应型聚氨酯。
[0027]优选的，所述钙钛矿太阳能电池本体包括钙钛矿单结太阳能电池、钙钛矿
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硅叠层太阳能电池和钙钛矿
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池组件的封装方法，其特征在于，所述封装方法使用了封装装置，所述封装装置包括以下结构：第一恒温机构，具有第一恒温面；第二恒温机构，具有第二恒温面；压强控制机构，所述压强控制机构用于控制所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的压强；所述封装方法包括以下步骤：将封装基材固定于所述第一恒温机构的所述第一恒温面；将封装胶材置于所述封装基材之上；将钙钛矿太阳能电池本体固定于所述第二恒温机构的所述第二恒温面；调节所述第一恒温机构使所述封装胶材的温度为T1；调节所述第二恒温机构使所述钙钛矿太阳能电池本体的温度为T2，T1
‑
T2≥10℃；通过所述压强控制机构控制所述第一恒温面与所述第二恒温面之间的压强，将所述钙钛矿太阳能电池本体、所述封装胶材和所述封装基材共同压合并粘结到一起，制得钙钛矿太阳能电池组件。2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述压强控制机构包括真空型压强控制机构、气缸型压强控制机构和液压型压强控制机构中的至少一种。3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述T1为20
‑
300℃，所述T2大于等于10℃且小于140℃。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐觅，黄福志，程一兵，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：