钙钛矿光伏组件、制备方法和用途与流程

文档序号:19410946发布日期:2019-12-14 00:24阅读:604来源:国知局
钙钛矿光伏组件、制备方法和用途与流程

本发明属于半导体技术领域,具体设计一种钙钛矿光伏组件、制备方法和用途。



背景技术:

随着能源危机和环境污染的逐渐加剧,人类对可再生能源的需求越来越大。在风电、水电、生物质能和太阳能等各种可再生能源中,太阳能是安全、无污染、不受地理条件限制、应用范围为最广、最有发展前途的一种。在各种有效利用太阳能的技术中,光伏发电无疑是最具有前景的方向之一。传统的硅基太阳能电池生产工艺较为复杂,导致成本较高,以及生产过程中的污染和能耗问题都影响了其广泛应用。

作为第三代光伏组件的钙钛矿光伏组件,由于光电转换性能优异,原材料储量丰富,制备工艺简单,且可以采用低温、低成本的工艺制备高质量薄膜等诸多优点,吸引了众多科研工作者的关注。但是,器件在光照条件下的稳定性仍然是需要面临的重大挑战。

钙钛矿材料内部存在很多缺陷,极易吸附环境中的水氧,在光照条件下会加速钙钛矿的离子迁移,最终导致相分离。此外,钙钛矿光伏组件的使用环境较为恶劣,更多的时间处于光照环境中,长时间光照会使光伏组件温度升高甚至引发器件着火发生火灾,组件材料老化也会大大缩短其使用寿命。由此可见,隔绝水氧,对于提高钙钛矿光伏组件的稳定性以及延长使用寿命来说至关重要。

现有技术公开了采用紫外光固化胶、沙林膜以及各类树脂材料等作为钙钛矿光伏组件的封装材料,灌封后可以起到防水、防潮等作用。但此类封装材料的组分一般比较复杂,材料粘度较大,封装过程容易引入气泡,降低阻隔水氧效果。此外,封装工艺也相对繁琐,且对封装环境具有一定的要求,并非任何温度、任何环境下均可实现,高温高压封装也会对光伏组件造成损害。

cn208173604u公开了一种改进的太阳能电池装置,涂覆于导光盖板表面的疏水涂层材料可以是石蜡,但其设置的目的仅在于增强防污及自洁效能,从而大幅降低维护成本。在所述专利中石蜡并未发挥隔绝水氧、提升器件稳定的作用,而用以封装的隔绝材料仍然是聚乙烯醋酸乙烯酯(eva)或光学胶(oca),仍然存在上述水氧含量较高,存在光线聚焦等问题。

本领域需要开发一种器件寿命更长的钙钛矿光伏组件。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种钙钛矿光伏组件,所述钙钛矿光伏组件包括钙钛矿太阳能电池,在所述钙钛矿太阳能电池光线入射一侧依次设置的石蜡密封层和第二玻璃盖板,在所述石蜡密封层和钙钛矿太阳能电池的四周周围设置的封装层。

本发明提供的钙钛矿光伏组件选用石蜡作为密封层,并用封装层将石蜡的边缘进行封装,利用石蜡的高温流动性,去除组件表面的水氧,并在降温后固化在所述组件的表面,实现良好的水氧去除效果。

优选地,所述石蜡密封层的气泡率为≤9个/cm2(例如1个/cm2、2个/cm2、3个/cm2、4个/cm2、5个/cm2、6个/cm2、7个/cm2、8个/cm2等),气泡直径小于等于0.5mm(例如0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm等)。

光伏组件的使用环境恶劣,且多数使用环境日照充足,温度高,密封件中存在的气泡在光伏组件的使用过程中容易造成聚焦,导致局部温度升高,甚至产生火灾的风险。在9个/cm2以下的气泡率能够降低光线聚焦引起的火灾风险,且能够明显降低组件表面的水氧含量,延长使用寿命。

优选地,所述石蜡密封层的石蜡熔点≥45℃,例如46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、63℃、65℃、68℃、73℃、75℃、78℃、80℃、83℃等。

优选地,所述钙钛矿太阳能电池沿入射光方向包括第一玻璃盖板、第一电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和第二电极层。

优选地,所述钙钛矿吸光层的化学式为abx3,其中a包括ch3nh3+、nh2-ch=nh2+、cs+、li+、c4h9nh3+、ch6n3+、na+、rb+和k+中的任意一种或至少两种的组合,b包括pb2+、sn2+、ge2+中的任意一种或至少两种的组合,x可以是cl-、br-、i-、scn-、bf4-中的任意一种或至少两种的组合。

作为典型但非限制性的实例,本发明提供的钙钛矿吸光层的化学式可以为rb0.09cs0.05[(fa0.85ma0.15)pb(i0.85br0.15)3]、(fa0.85ma0.15)pb(i0.85br0.15)3、mapbi3、(cs0.05fa0.54ma0.41)pb(i0.98br0.02)3中的任意1种。

优选地,所述第一电极层包括金属氧化物电极层,优选包括ito层或fto层。

优选地,所述第二电极层包括半透明电极层或透明电极层中的任意一种或至少两种的组合,优选金属电极层或碳电极层中的任意一种或至少两种的组合;更进一步优选石墨烯电极层、碳纳米管电极层、导电聚合物电极层、金属线电极层中的任意一种或至少两种的组合;所述金属线电极层优选包括au线电极层、ag线电极层、cu线电极层、al线电极层中的任意一种。

优选地,所述第二电极层设置有与所述第二电极层电连接的电极引线,所述电极引线的游离端暴露在所述石蜡密封层以外。

优选地,所述电极引线粘贴在所述金属电极层上,或者所述电极引线通过焊接电连接在所述第二电极层上。

优选地,所述粘贴的方式包括铜胶带粘贴和/或导电胶粘贴,优选铜胶带粘贴;

示例性地,所述电极引线为金属电极引线。

优选地,所述第一传输层为空穴传输层,所述第二传输层为电子传输层;或者,所述第一传输层为电子传输层,所述第二传输层为空穴传输层。

优选地,所述空穴传输层包括spiro-ometad、ptaa、p3ht、cuscn、cui中的任意一种或至少两种的组合。

优选地,所述电子传输层包括sno2和/或tio2。

优选地,所述第一传输层和钙钛矿吸光层之间设置有第一界面修饰层。

优选地,所述第二传输层和钙钛矿吸光层之间设置有第二界面修饰层。

优选地,所述第一界面修饰层和第二界面修饰层均各自独立地选自电子阻挡层、空穴阻挡层、界面钝化层和例子阻挡层。

优选地,所述封装层包括紫外封装层、硅胶封装层、胶带封装层中的任意一种,优选紫外胶封装层。示例性地,所述紫外胶封装层选自3035b紫外胶封装层或紫外固化胶tb3055。

本发明所述的封装层可以是本领域技术人员能够获知的任何一种紫外封装层,作为优选是紫外封装层,其可以通过紫外光固化实现封装。

优选地,所述封装层为2~6mm厚的紫外胶封装层,例如3mm、4mm、5mm等。

本发明目的之二是提供一种钙钛矿光伏组件的制备方法,所述方法包括如下步骤:

(1)制备钙钛矿太阳能电池;

(2)常压下,将附着有石蜡的第二玻璃盖板盖在所述钙钛矿太阳能电池的第二电极层一侧,使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,石蜡固化后,形成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周进行封装,固化成封装层。

本发明利用石蜡熔点低,性质稳定的特性,将其以熔融液态的形式吸附在第二玻璃盖板上,然后将吸附了石蜡的第二玻璃盖板盖在钙钛矿太阳能电池的第二电极一侧,石蜡固化后,实现对钙钛矿太阳能电池的密封,由于石蜡是以液态形式盖在钙钛矿太阳能电池上的,具有一定的流动性,能够将钙钛矿太阳能电池表面的水氧进行驱赶,获得水氧阻隔效果。

优选地,所述钙钛矿太阳能电池沿入射光方向包括第一玻璃盖板、第一电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和第二电极层。

优选地,所述钙钛矿光伏组件包括目的之一所述的钙钛矿光伏组件。

作为优选技术方案之一,所述“将附着有石蜡的第二玻璃盖板盖在所述钙钛矿太阳能电池的第二电极层一侧”包括如下步骤:

(2a)将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池均各自独立地升温至t,所述t满足:低于石蜡熔点温度10℃≤t≤钙钛矿太阳能电池退火温度;

(2b)将第二玻璃盖板至少一侧浸润熔融态石蜡;

(2c)将第二玻璃盖板的石蜡对准所述钙钛矿太阳能电池的第二电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上,并固化实现“使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,并固化成石蜡密封层”。

所述钙钛矿太阳能电池退火温度示例性的为100℃、120℃、150℃等。

步骤(1)所述升温温度过低,石蜡凝固不均匀,封装效果变差;升温温度过高,影响钙钛矿的寿命和性能。

优选地,所述“将第二玻璃盖板至少一侧浸润熔融态石蜡”的浸润方式包括浸泡、旋转涂膜、狭缝挤出、刮涂中的任意一种。

优选地,所述第二玻璃盖板浸润熔融态石蜡的量为5~10mg/cm2/面,例如6mg/cm2/面、7mg/cm2/面、8mg/cm2/面、9mg/cm2/面等。

所述第二玻璃盖板浸润熔融态石蜡的量过多会导致熔化石蜡带入过多气体,冷却凝固不均匀,产生气泡过多,过少会导致石蜡在第二电极上覆盖不均匀,同样会产生较多气泡。

优选地,所述“将第二玻璃盖板的石蜡对准所述钙钛矿太阳能电池的第二电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上”的过程中,环境温度为-10~45℃,例如-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃等。

优选地,第二玻璃盖板从浸润熔融态石蜡到盖在所述钙钛矿太阳能电池上的时间≤20s,例如18s、17s、16s、15s、13s、10s、8s、6s、3s等,优选2~8s。

优选地,所述“盖在所述钙钛矿太阳能电池上”的操作过程中,对所述第二玻璃盖板施加指向所述钙钛矿太阳能电池的第一压力。

对第二玻璃盖板施加一定的压力能够使得石蜡浸润到钙钛矿太阳能电池的每个缝隙,减少因为表面张力引起的狭小缝隙无法密封的问题。

优选地,所述第一压力产生的压强的大小为100~250pa,例如110pa、150pa、180pa、210pa、240pa等。

所述第一压力过大,会对器件内部活性层产生过大压力,改变其光电性质,损害电池效率,过小会有过多气泡残留在石蜡中,不利于长期稳定性。

优选地,所述石蜡固化的时间为25~50s,例如26s、28s、30s、32s、37s、45s、49s等。

本发明目的之三是提供一种钙钛矿光伏组件的制备方法,所述方法包括如下步骤:

(1)制备钙钛矿太阳能电池;

(2)常压下,将石蜡浸润在所述钙钛矿太阳能电池上并覆盖所述钙钛矿太阳能电池,然后将第二玻璃盖板盖在覆盖有石蜡的钙钛矿太阳能电池第二电极层一侧,石蜡固化后,形成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周进行封装,固化成封装层。

本发明利用石蜡熔点低,性质稳定的特性,将其以熔融液态的形式滴加在钙钛矿太阳能电池的第二电极层一侧,利用液态的流平性覆盖所述钙钛矿太阳能电池,石蜡固化后,实现对钙钛矿太阳能电池的密封,由于石蜡是以液态形式覆盖在钙钛矿太阳能电池上的,具有一定的流动性,能够将钙钛矿太阳能电池表面的水氧进行驱赶,获得水氧阻隔效果。

优选地,所述浸润方式包括滴加。

优选地,所述钙钛矿太阳能电池沿入射光方向包括第一玻璃盖板、第一电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和第二电极层。

优选地,所述钙钛矿光伏组件包括目的之一所述的钙钛矿光伏组件。

优选地,所述石蜡的滴加量为5~10mg/cm2/面,例如6mg/cm2/面、7mg/cm2/面、8mg/cm2/面、9mg/cm2/面等。

滴加量过大会导致石蜡冷却凝固不均匀,产生过多气泡,滴加量过小会导致石蜡在第二电极上覆盖不均匀,残留过多气泡。

优选地,所述“将石蜡浸润在所述钙钛矿太阳能电池上并覆盖所述钙钛矿太阳能电池,然后将第二玻璃盖板盖在覆盖有石蜡的钙钛矿太阳能电池第二电极层一侧”的过程中,环境温度为-10~45℃,例如-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃等。

优选地,从滴加石蜡到第二玻璃盖板盖在所述钙钛矿太阳能电池第二电极层一侧的时间≤20s,例如18s、17s、16s、15s、13s、10s、8s、6s、3s等,优选2~8s。

优选地,所述“将第二玻璃盖板盖在覆盖有石蜡的钙钛矿太阳能电池第二电极层一侧”的操作过程中,对所述第二玻璃盖板施加指向所述钙钛矿太阳能电池的第二压力。

对第二玻璃盖板施加一定的压力能够使得石蜡浸润到钙钛矿太阳能电池的每个缝隙,减少因为表面张力引起的狭小缝隙无法密封的问题。

优选地,所述第二压力产生的压强的大小为100~250pa,例如110pa、150pa、180pa、210pa、240pa等。

所述第二压力过大,会对器件内部活性层产生过大压力,改变其光电性质,损害电池效率,过小会有过多气泡残留在石蜡中,不利于长期稳定性。

优选地,所述石蜡固化的时间为25~50s,例如26s、28s、30s、32s、34s、40s、45s等。

优选地,所述“常压下,将石蜡浸润在所述钙钛矿太阳能电池上并覆盖所述钙钛矿太阳能电池,然后将第二玻璃盖板盖在覆盖有石蜡的钙钛矿太阳能电池第二电极层一侧”的操作过程中,所述钙钛矿太阳能电池和第二玻璃盖板的温度均各自独立地为t,所述t满足:低于石蜡熔点温度10℃≤t≤钙钛矿太阳能电池退火温度。

优选地,所述石蜡熔点为45~90℃,例如50℃、60℃、70℃、80℃、85℃等。

优选地,所述第二玻璃盖板的厚度≥2mm,例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm等。

优选地,在步骤(2)和步骤(3)之间进行步骤(2’):去除钙钛矿太阳能电池四周边缘多余的石蜡。

本发明目的之四是提供一种如目的之一所述的钙钛矿光伏组件的用途,其特征在于,所述钙钛矿光伏组件用于太阳能发电。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

(1)本发明利用熔点低、性质稳定的石蜡对钙钛矿太阳能电池进行密封阻隔水氧,液态的石蜡流平性好,利用其驱赶钙钛矿太阳能电池表面的水氧,实现对钙钛矿太阳能电池的封装。

(2)在优选技术方案中,对第二玻璃盖板施加一定的压力,能够进一步驱赶狭缝中的水氧,提高水氧阻隔效果,延长使用寿命。

(3)本发明提供的制备方法操作简单,密封条件宽松,常压下既可以实现,易于批量化生产,为钙钛矿的密封提供了新的思路。

附图说明

图1给出了具体实施方式一所述的钙钛矿光伏组件的剖面结构示意图;

图2给出了具体实施方式二所述的钙钛矿光伏组件的剖面结构示意图;

图3给出了对比例1的钙钛矿光伏组件的具体结构示意图;

图4给出了对比例2和实施例1的钙钛矿光伏组件的红移现象图,其中图a、b、c为对比例2光照1h、3h和6h后的红移现象,图d、e、f为实施例1光照1h、3h和6h后的红移现象。

具体实施方式

为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

本发明使用的钙钛矿太阳能电池可以是任意本领域技术人员能够获知的钙钛矿太阳能电池,可以通过商购获得,也可以是根据文献报道的任何钙钛矿太阳能电池。作为示例,本发明实施例使用的钙钛矿太阳能电池采用如下方法制备:

(1)配制sno2溶液:将质量分数为15%的sno2水溶液原液与超纯水按照1:5的体积比进行稀释,混合均匀后备用;

(2)配制钙钛矿前驱体溶液:钙钛矿的分子式是rb0.09cs0.06[(fa0.85ma0.15)pb(br0.15i0.85)3],将fai(甲脒碘化物)、pbi2、mabr(ma+=ch3nh3+)和pbbr2溶解在以3:1为体积比的dmf:dmso溶液中在70℃下搅拌两小时;将csi和rbi分别溶解在dmso溶液中在70℃下搅拌两小时;取300μl钙钛矿母液分别加入15μlcsi和22.5μlrbi溶液,在70℃下搅拌两小时待用。

(3)配制spiro-ometad溶液:将80mgspiro-ometad(2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)溶于1ml氯苯中待用;

(4)将sno2溶液在3000rpm条件下旋涂在洁净的ito导电玻璃基底(即第一玻璃盖板)上,旋涂30s,再将旋涂sno2后的ito导电玻璃放置于150℃下退火30min,在ito导电玻璃上形成sno2电子传输层;将钙钛矿溶液在4000rpm条件下旋涂在sno2基底上,旋涂30s,在第20s时通过移液枪将120μl反溶剂氯苯迅速打在钙钛矿膜表面,再将钙钛矿膜放置于100℃下退火45min,形成结晶的钙钛矿膜;将spiro-ometad溶液在3000rpm条件下旋涂在钙钛矿薄膜上,旋涂30s,在钙钛矿薄膜上形成空穴传输层;再在空穴传输层上蒸镀金作为电极层;然后将3cm长的电极线(宽度1.5mm的扁状铜导线)放置在电极层上,在机械力作用下,用铜胶带将电极线粘在金电极上,完成在所述电极层上引出电极线,得到平板异质结型钙钛矿太阳能电池x(基板是1.5cm×1.5cm,ito活性区域是1.5cm×0.75cm,活性区域包含5个面积是0.1003cm2的电池)。

图1给出了具体实施方式一所述的钙钛矿光伏组件的剖面结构示意图。如图1所示,具体实施方式一提供了一种述钙钛矿光伏组件100,包括钙钛矿太阳能电池101,密封在所述钙钛矿太阳能电池101电极侧的石蜡密封层102,封装在所述石蜡密封层102和钙钛矿太阳能电池周围的封装层103,由所述钙钛矿太阳能电池101的电极引出的电极线(未示出)。需要说明的是,图1只是示意图,尤其是对于钙钛矿太阳能电池101,仅以大致轮廓示意,这不表示其真实形状是这样的,本领域技术人员应该明了,钙钛矿太阳能电池101的结构可以是任意本领域技术人员可以获得的钙钛矿太阳能电池。

图2给出了具体实施方式二所述的钙钛矿光伏组件的剖面结构示意图。如图2所示,具体实施方式二提供了一种钙钛矿光伏组件200,包括钙钛矿太阳能电池(包括金电极层1016),密封在所述钙钛矿太阳能电池金电极层1016侧的石蜡密封层102,封装在所述石蜡密封层102和钙钛矿太阳能电池周围的封装层103,由所述钙钛矿太阳能电池金电极层1016的电极引出的电极线(未示出)覆盖在所述石蜡密封层102远离金电极层1016一侧的第二玻璃盖板104;所述钙钛矿太阳能电池沿入射光方向包括第一玻璃盖板1011、ito层1012、电子传输层1013、钙钛矿吸光层1014、空穴传输层1015和金电极层1016。

以下实施例均可以获得图1或图2所示的钙钛矿光伏组件。

实施例1

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)常压下,将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池x均升温至100℃;将第二玻璃盖板一侧浸润8mg/cm2/面的熔融态石蜡(熔点为60℃);然后将第二玻璃盖板的熔融态石蜡对准所述钙钛矿太阳能电池的金属电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上,施加第一压力至第二玻璃盖板的压强为160pa,然后自然降温固化,使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,并固化成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周涂敷4mm的紫外固化胶,紫外光照射,固化成封装层。

实施例2~3

与实施例1的区别仅在于步骤(2)将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池x均升温至150℃(实施例2)、70℃(实施例3)。

实施例4~6

与实施例1的区别仅在于步骤(2)第二玻璃盖板一侧浸润熔融态石蜡(熔点为60℃)的量为5mg/cm2/面(实施例4)、10mg/cm2/面(实施例5)、3mg/cm2/面(实施例6)。

实施例7~10

与实施例1的区别仅在于步骤(2)施加第一压力为至第二玻璃盖板的压强为100pa(实施例7)、150pa(实施例8)、200pa(实施例9)、250pa(实施例10)。

实施例11

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)常压下,将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池x均升温至100℃;将第二玻璃盖板两侧分别浸润8mg/cm2/面的熔融态石蜡(熔点为60℃);然后将第二玻璃盖板一侧的熔融态石蜡对准所述钙钛矿太阳能电池的金属电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上,施加第一压力至第二玻璃盖板的压强为160pa,然后自然降温固化,使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,并固化成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周涂敷4mm的紫外固化胶,紫外光照射,固化成封装层。

实施例12

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)常压下,将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池x均升温至100℃;将第二玻璃盖板两侧浸润8g/m2/面的熔融态石蜡(熔点为60℃);然后将第二玻璃盖板一侧的熔融态石蜡对准所述钙钛矿太阳能电池的金属电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上,施加第一压力至第二玻璃盖板的压强为160pa,然后自然降温固化,使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,并固化成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周涂敷4mm的紫外固化胶tb3055,紫外光照射,固化成封装层。

实施例13

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)常压下,将所述钙钛矿太阳能电池x升温至100℃;然后将熔融态石蜡(熔点为60℃)按照8mg/cm2/面的量滴加在所述钙钛矿太阳能电池x上,然后将第二玻璃盖板盖在覆盖有石蜡的钙钛矿太阳能电池上,施加第一压力至第二玻璃盖板的压强为160pa,然后自然降温固化,使所述石蜡覆盖所述钙钛矿太阳能电池,并固化成石蜡密封层;

(3)在所述钙钛矿太阳能电池的四周涂敷4mm的紫外固化胶,紫外光照射,固化成封装层。

对比例1

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)常压下,将第二玻璃盖板和所述钙钛矿太阳能电池x均升温至100℃;将第二玻璃盖板一侧涂覆8mg/cm2/面的凝胶态紫外光固化胶;然后将第二玻璃盖板的凝胶态紫外光固化胶对准所述钙钛矿太阳能电池的金属电极层,盖在所述钙钛矿太阳能电池上,施加第一压力至第二玻璃盖板的压强为300pa,使所述凝胶态紫外光固化胶覆盖所述钙钛矿太阳能电池,然后在紫外灯照射下固化成紫外光固化胶密封层。

图3给出了对比例1的钙钛矿光伏组件的具体结构示意图。如图3所示,对比例1提供了一种钙钛矿光伏组件300,包括钙钛矿太阳能电池(包括金电极层1016),密封在所述钙钛矿太阳能电池周围的封装层103,由所述钙钛矿太阳能电池金电极层1016的电极引出的电极线(未示出),覆盖在所述封装层103远离金电极层1016一侧的第二玻璃盖板104;所述钙钛矿太阳能电池沿入射光方向包括第一玻璃盖板1011、ito层1012、电子传输层1013、钙钛矿吸光层1014、空穴传输层1015和金电极层1016。

对比例2

一种钙钛矿光伏组件,通过如下方法制备得到:

(1)按如上方法制备钙钛矿太阳能电池x;

(2)将第二玻璃盖板放在引出电极线的电极上,然后用紫外固化胶在器件边缘涂敷均匀,在紫外灯照射下大约45s紫外胶固化,完成封装过程。

性能测试:

将实施例和对比例提供的钙钛矿光伏组件进行如下性能测试:

(1)气泡率:测试方法为使用mx6r型号光学显微镜在50倍或100倍视野内观察大约0.3mm2内气泡数量,气泡率=气泡数量/视野面积×100%,气泡数量单位个,视野面积单位mm2

(2)寿命:测试方法为在一个太阳光强度下给电池最大功率点处的电压测试其电流变化为初始值80%的寿命(mpp测试);

(3)光电转化效率:测试方法为通过太阳光模拟器在一个太阳光强度下测试jv曲线得出电池的光电转换效率,主要测试封装前后效率对比;

(4)白光红移量:1个太阳光的强度下,分别用白光照射实施例1和对比例2的钙钛矿太阳能电池组件1h、3h、6h,结果如图4所示(图4给出了对比例2和实施例1的钙钛矿光伏组件的红移现象图,其中图a、b、c为对比例2光照1h、3h和6h后的红移现象,图d、e、f为实施例1光照1h、3h和6h后的红移现象),实施例1相对于对比例2,红移量明显较小,证明钙钛矿的离子迁移少,钙钛矿稳定,寿命长。

测试结果见表1:

从表1结果可以看出,与实施例相比,对比例1采用封装胶进行封装,寿命具有明显的降低,推测是因为封装胶具有一定的极性,对钙钛矿电池产生了一定的损伤;对比例2不进行石蜡封装,水氧阻隔差,寿命具有更加明显的降低。此外,与实施例1相比,实施例2的寿命有所下降,推测是因为升温温度较高,对钙钛矿略有损伤导致的;实施例3升温温度低,石蜡流动性降低,水氧阻隔略有降低;实施例4~6第二玻璃盖板一侧浸润熔融态石蜡的量为3~10mg/cm2/面(≤9mg/cm2/面),相对于对比例均能够提供较好的钙钛矿太阳能组件的寿命,但也能够看出5~10mg/cm2/面的石蜡浸润量能够更好的排除水氧提高寿命;对于施加第一压力为100~250pa均可以提高石蜡对缝隙的浸润,水氧排除更好,钙钛矿太阳能光伏组件的寿命均在900h以上;从实施例11可以看出,无论是单面浸润石蜡还是双面浸润石蜡,均可以实现提高钙钛矿太阳能电池组件的效果,寿命均有大幅提高;从实施例12可以看出,将石蜡滴加在钙钛矿太阳能电池上,也能够实现提高钙钛矿太阳能电池组件的效果,寿命也有大幅提高。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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