System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法技术_技高网

一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法技术

技术编号:40299189 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-07 20:46
本发明专利技术涉及一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法,包括基底以及设置在基底上的多个钙钛矿太阳能电池单元,在每个钙钛矿太阳能电池单元表面覆盖保护层,在保护层的表面覆盖有钙钛矿自修复层,在钙钛矿自修复层的表面设有封装层。其中,保护层的材料为氧化物薄膜或卤化物薄膜中至少一种,钙钛矿自修复层为包括由基体树脂、螯合剂、PH调节剂、催化剂材料制成的混合物薄膜。本发明专利技术在钙钛矿太阳能电池单元层的一侧同时添加致密的保护层和钙钛矿自修复层,以解决钙钛矿的铅泄露和减缓钙钛矿的非正常衰减过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钙钛矿太阳能组件制备,特别涉及一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法


技术介绍

1、钙钛矿太阳能组件中的铅泄露是目前光伏行业和大众对于钙钛矿太阳能组件行业迅速发展的主要忧虑之一。为了减少钙钛矿太阳能组件中的铅带来的环境和社会问题,行业中提出了多种可能的解决方案:使用非铅材料部分或者全部取代铅、或通过封装技术阻止铅的泄露。

2、一般地,钙钛矿防止铅泄露采用胶膜封装等方法。采用胶膜封装在钙钛矿太阳能组件的受光面或背光面,来减少破碎后的铅泄露。但是该过程无法实现游离的铅离子固定,而且钙钛矿太阳能组件发生局部烧蚀、层间剥离、膜层断裂、薄膜衰变降解时,该方法也无法终止或减缓该过程。

3、另一方面,在钙钛矿太阳能组件的生产及使用过程还存在以下问题:

4、1、钙钛矿太阳能组件受到外力撞击破碎,钙钛矿太阳能组件中铅直接暴露在大气中,造成环境污染。

5、2、钙钛矿太阳能组件使用衰减后,产生副产物卤素离子、铅离子和有机胺游离离子增加钙钛矿的内阻,消耗光电转换的电能。副产物存在也会进一步加速钙钛矿降解,如气态有机胺会造成柔性电池鼓包、钙钛矿太阳能组件膜层脱落、有机胺与正常钙钛矿发生副反应而加速降解过程;这三种游离离子也会在内建电池的作用下发生迁移导致钙钛矿太阳能组件的效率和稳定性进一步下降。

6、3、封装过程局部未完全气密或封装时残留少量水氧在钙钛矿太阳能组件中,会导致钙钛矿逐步降解。

7、4、封装材料老化,水氧进入钙钛矿太阳能组件中诱发钙钛矿太阳能薄膜降解。

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技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法,在钙钛矿太阳能电池单元层的一侧同时添加致密的保护层和钙钛矿自修复层,以解决钙钛矿的铅泄露和减缓钙钛矿的非正常衰减过程。

2、本专利技术是这样实现的,提供一种钙钛矿太阳能组件,包括基底以及设置在基底表面的相互并联和/或串联的多个钙钛矿太阳能电池单元,每个钙钛矿太阳能电池单元的内部结构包括从下往上的前电极层、钙钛矿吸光层和后电极层,在每个钙钛矿太阳能电池单元表面覆盖保护层,在保护层的表面覆盖有钙钛矿自修复层,在钙钛矿自修复层的表面设有封装层;其中,保护层的材料为氧化物薄膜或卤化物薄膜中至少一种,氧化物薄膜为sio2、cuo、mno2、zno、al2o3中任意一种材料制成的薄膜,卤化物薄膜为alcl3、sncl4、sncl3、fecl3、ticl4中任意一种材料制成的薄膜,钙钛矿自修复层为包括由基体树脂、螯合剂、ph调节剂、催化剂材料制成的混合物薄膜。

3、进一步地,所述基体树脂包括聚双甲基丙烯酸乙二醇酯(pegdma)、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中任意一种,螯合剂包括乙二胺四乙酸盐、多磷酸盐、氨基羧酸、1,3-二酮,羟基羧酸、多胺中任意一种,ph调节剂包括柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸、磷酸、酒石酸中任意一种,催化剂包括铂、锰、钴、铜中任意一种。

4、本专利技术是这样实现的,还提供一种如前所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,包括如下步骤:

5、步骤一、在基底上制备多个钙钛矿太阳能电池单元,在每个钙钛矿太阳能电池单元表面通过沉积方式加工保护层;

6、步骤二、在保护层的表面通过涂覆方式加工钙钛矿自修复层;

7、步骤三、在钙钛矿自修复层上加上封装层,得到钙钛矿太阳能组件。

8、与现有技术相比,本专利技术的钙钛矿太阳能组件及其制备方法具有以下特点:

9、1、钙钛矿自修复层中的基体树脂实现物理吸附,避免钙钛矿太阳能组件被破坏时造成的大量铅泄露。

10、2、钙钛矿自修复层中的螯合剂、ph调节和催化剂分别对钙钛矿中游离的铅离子、有机胺离子和卤素离子实现化学反应固定,减轻钙钛矿降解的副产物对正常钙钛矿薄膜的破坏。

11、3、钙钛矿自修复层中的基体树脂的不饱和键在催化剂作用下,容易与卤素离子或氧分子发生加成反应,消耗了卤素离子和氧分子同时,也使基体树脂趋向固化而进一步阻止封装不良或老化造成的空气泄入。

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【技术保护点】

1.一种钙钛矿太阳能组件,包括基底以及设置在基底表面的相互并联和/或串联的多个钙钛矿太阳能电池单元,每个钙钛矿太阳能电池单元的内部结构包括从下往上的前电极层、钙钛矿吸光层和后电极层,其特征在于,在每个钙钛矿太阳能电池单元表面覆盖保护层,在保护层的表面覆盖有钙钛矿自修复层,在钙钛矿自修复层的表面设有封装层;其中,保护层的材料为氧化物薄膜或卤化物薄膜中至少一种,氧化物薄膜为SiO2、CuO、MnO2、ZnO、Al2O3中任意一种材料制成的薄膜,卤化物薄膜为AlCl3、SnCl4、SnCl3、FeCl3、TiCl4中任意一种材料制成的薄膜,钙钛矿自修复层为包括由基体树脂、螯合剂、PH调节剂、催化剂材料制成的混合物薄膜。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能组件及其制备方法,其特征在于,所述基体树脂包括聚双甲基丙烯酸乙二醇酯(PEGDMA)、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中任意一种,螯合剂包括乙二胺四乙酸盐、多磷酸盐、氨基羧酸、1,3-二酮,羟基羧酸、多胺中任意一种,PH调节剂包括柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸、磷酸、酒石酸中任意一种,催化剂包括铂、锰、钴、铜中任意一种。

<p>3.一种如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,其特征在于,在步骤一中,所述沉积方式包括真空蒸镀、磁控溅射、离子镀膜、分子束外延、原子气相沉积方式中任意一种。

5.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,其特征在于,在步骤一中,所述保护层的厚度为5nm~1000nm。

6.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,其特征在于,在步骤二中,所述涂覆方式包括喷墨打印、刮涂、狭缝涂布、旋涂方式中任意一种。

7.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能组件的制备方法,其特征在于,在步骤二中,所述钙钛矿自修复层的厚度为0.5μm~10μm。

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【技术特征摘要】

1.一种钙钛矿太阳能组件,包括基底以及设置在基底表面的相互并联和/或串联的多个钙钛矿太阳能电池单元,每个钙钛矿太阳能电池单元的内部结构包括从下往上的前电极层、钙钛矿吸光层和后电极层,其特征在于,在每个钙钛矿太阳能电池单元表面覆盖保护层,在保护层的表面覆盖有钙钛矿自修复层,在钙钛矿自修复层的表面设有封装层;其中,保护层的材料为氧化物薄膜或卤化物薄膜中至少一种,氧化物薄膜为sio2、cuo、mno2、zno、al2o3中任意一种材料制成的薄膜,卤化物薄膜为alcl3、sncl4、sncl3、fecl3、ticl4中任意一种材料制成的薄膜,钙钛矿自修复层为包括由基体树脂、螯合剂、ph调节剂、催化剂材料制成的混合物薄膜。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能组件及其制备方法,其特征在于,所述基体树脂包括聚双甲基丙烯酸乙二醇酯(pegdma)、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中任意一种,螯合剂包括乙二胺四乙酸盐、多磷酸盐、氨...

【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名请求不公布姓名请求不公布姓名请求不公布姓名
申请(专利权)人:衢州纤纳新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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