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一种钙钛矿太阳能电池器件及其封装方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-17 11:35:37

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-10-17 11:35:37

一种钙钛矿太阳能电池器件,其特征在于,所述钙钛矿太阳能电池器件包括玻璃基板、钙钛矿太阳能电池、惰性阻隔层、盖板以及盖板封装胶;所述钙钛矿太阳能电池设于所述玻璃基板上,所述惰性阻隔层设于所述钙钛矿太阳能电池上,所述盖板通过所述盖板封装胶无间隙贴合设于所述惰性阻隔层上;所述惰性阻隔层包括N层复合薄膜层,每层所述复合薄膜层相互叠加设置在所述钙钛矿太阳能电池上,每层所述复合薄膜层包括一层派拉林薄膜层和一层第一无机薄膜层,所述派拉林薄膜层、所述第一无机薄膜层依次沿着远离所述钙钛矿太阳能电池的方向设置;其中,所述N为正整数,所述第一无机薄膜层通过原子层沉积获得;每层所述复合薄膜层还包括介于所述派拉林薄膜层和所述第一无机薄膜层之间的第二无机薄膜层,所述第二无机薄膜层选自氟化镁、氧化硅中的任意一种。

本发明涉及钙钛矿太阳能电池封装领域,提供了一种钙钛矿太阳能电池器件及其封装方法。该钙钛矿太阳能电池器件包括玻璃基板、钙钛矿太阳能电池、惰性阻隔层、盖板以及盖板封装胶;钙钛矿太阳能电池设于玻璃基板上,惰性阻隔层设于钙钛矿太阳能电池上,盖板通过盖板封装胶无间隙贴合设于惰性阻隔层上。本发明提供的钙钛矿太阳能电池器件及其封装方法通过采用先惰性阻隔层封装后盖板无间隙贴合封装的组合封装方式,可以显著提升钙钛矿电池器件在高温(65‑85℃)和光照联合作用下的稳定性。

光伏技术是一种直接将光能转化为电能的技术,钙钛矿太阳能电池是一种新型的第三代太阳能电池,从2009年发展至今短短11年的时间实验室小面积器件的效率已达到25.5%,与占据着90%市场的晶体硅太阳能电池相比,钙钛矿太阳能的成本相对更加低廉,效率和晶硅电池的认证效率记录也很接近,目前面临的主要技术瓶颈就是电池的长期稳定性。

引起钙钛矿太阳能电池稳定性的原因包括多方面。首先,大多数有机无机杂化卤化物钙钛矿薄膜的结晶温度在100-150℃,优化的退火时间约为10-60min。这反映钙钛矿薄膜的晶体结合能很低。而整个钙钛矿材料的化学键包括Pb-I、MA-I或FA-I、MA-Pb或FA-Pb,键能都比较弱。在高温和光照作用下,就会发生断键和材料的分解,从而释放出有机物、卤素类蒸汽。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

与现有技术相比,本发明提供的钙钛矿太阳能电池器件及其封装方法,通过采用先惰性阻隔层封装后盖板无间隙贴合封装的组合封装方式,不仅能有效降低热压盖板封装操作对电池初始效率的损伤;且在有效增强水氧阻隔的同时,隔绝了盖板封装胶(如热熔胶或紫外胶)对钙钛矿电池活性层的长期稳定性的影响;此外,盖板通过盖板封装胶无间隙贴合设在惰性阻隔层上,盖板与惰性阻隔层之间无空腔结构,能够有效抑制长期工作条件下钙钛矿材料的分解反应。测试结果显示,本发明提供的钙钛矿太阳能电池器件在高温(65-85℃)和光照联合作用下的稳定性得到了显著提升,克服了现有技术中钙钛矿太阳能电池器件在高温(65-85℃)和光照联合作用下稳定性差的问题。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。