[發明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池封裝方法

在審

• 申請號: 202011580466.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112687828A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 龍碧宇;陳曉紅;黃素梅;何楠楠;劉宇檸;陳人杰
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01L51/56
• 分類號: H01L51/56;H01L51/52
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種鈣鈦礦太陽能電池封裝方法，其特點是采用氣體阻擋層、粘結層和保護層組成的疊層封裝結構，對太陽能電池組件進行整體包裹封裝或太陽能電池組件中的有效工作區進行局部包裹封裝。本發明與現有技術相比具有根據不同的太陽能電池組件進行不同的封裝，有效避免了封裝膠與電極部分接觸導致水氧通過間隙進入封裝空間，減少電池中水氧的含量，提高電池效率，操作簡易，低溫操作，且對設備的要求低，封裝成本低，封裝效果好，進一步提高了鈣鈦礦電池的穩定性和使用壽命，是一種實用、高效、普適的太陽能電池封裝方法。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體的說是一種鈣鈦礦太陽能電池封裝方法。

背景技術

自2009年后的十一年里，鈣鈦礦太陽能電池因其卓越的優點脫穎而出，鈣鈦礦電池制備簡單，轉換效率高，使其成為新一代光伏器件的理想吸光材料，具有良好的商業化前景和極大的市場價值。自鈣鈦礦太陽能電池被發明以來，轉換效率不斷突破。目前已獲得了超過25%的光電轉換效率，大幅降低了太陽能電池的使用成本。但是鈣鈦礦太陽能電池也存在一些問題待解決，要實現商業化必須要讓鈣鈦礦太陽能電池在日常使用環境中長時間穩定運行，而鈣鈦礦太陽能電池長期暴露在空氣中，就極易受到空氣中的水氧侵蝕，其光電轉換效率會因此極大地降低，所以鈣鈦礦太陽能電池在環境中的穩定性有待提高，因此鈣鈦礦太陽能電池實際應用前需進行封裝。鈣鈦礦太陽能電池主要由透明導電層、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層和背電極組成，其中可以在界面進行修飾或者參雜來減少能級勢壘和表面缺陷，提高效率。目前，提高鈣鈦礦太陽能電池穩定性的問題亟待解決。

現有技術的鈣鈦礦電池存在著電極腐蝕，以致鈣鈦礦器件的效率衰減，影響鈣鈦礦電池的穩定性和使用壽命。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種鈣鈦礦太陽能電池封裝方法，采用疊層結構的低溫熱封裝方法，阻水性能和抗氧化性能得到進一步提高，有效解決了鈣鈦礦電池的效率衰減，并可根據不同的太陽能電池組件進行不同的封裝，可以有效的減少電池中水氧的含量，提高電池效率，操作簡易，低溫操作，且對設備的要求低，封裝成本低，封裝效果好，在實際使用中可以根據所需不同種的太陽能電池組件，選擇不同的封裝方案，具有很強靈活性和可操作性，大大提高鈣鈦礦太陽能電池在日常使用環境下的穩定性，結構簡單，制作方便，整個封裝的鈣鈦礦太陽能電池是一個三明治結構，封裝層采用低溫熱封裝，最大程度的保證了密封性，進一步提高了鈣鈦礦電池的穩定性和使用壽命，是一種實用、高效、普適的太陽能電池封裝方法。

實現本發明的具體技術方案是：一種鈣鈦礦太陽能電池封裝方法，包括設置在襯底上的太陽能電池組件，其特點是采用氣體阻擋層、粘結層和保護層組成的疊層封裝結構，對太陽能電池組件進行整體包裹封裝或太陽能電池組件中的有效工作區進行局部包裹封裝，所述氣體阻擋層、粘結層和保護層為依次設置在太陽能電池組件上的疊層封裝結構；所述保護層和襯底為玻璃或柔性塑料薄膜；所述粘結層為有機聚合物低溫熱熔薄膜；所述氣體阻擋層為石蠟或松香，熔融石蠟或松香能有效地隔絕有機聚合物在包覆過程中所含的水分和氧氣，且不會對電池的性能造成不利的影響使電池更具有穩定性；所述粘結層為EVA、POE、PU、EVA、TPU、PS、PO、PA或PES有機聚合物熱熔膠，其溶解溫度為50~100℃，這種無溶劑的有機聚合物被用作封裝層應具有成本低、透明性高，穩定性好，延展性好，易于制造。最重要的是，它對鈣鈦礦具有惰性，不對鈣鈦礦造成不利的影響，對環境的氣氛有很好的抵抗性。

所述太陽能電池組件為介觀型鈣鈦礦太陽能電池、平面型鈣鈦礦太陽能電池或有機太陽能電池，優選反置結構的鈣鈦礦太陽能電池。

所述鈣鈦礦太陽能電池組件選用：導電玻璃基底、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸收層、電子傳輸層、金屬背電極；所述導電玻璃基底上旋涂空穴傳輸層；所述空穴傳輸層頂面旋涂鈣鈦礦吸收層；所述鈣鈦礦吸收層頂面旋涂電子傳輸層；所述電子傳輸層頂面設置金屬電極；所述鈣鈦礦太陽能電池組件上設置疊層結構的封裝層；所述封裝層頂面設置保護層；所述金屬背電極可根據實際所選采用不同材。