[發明專利]水下工作的光伏儲能一體化裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 202110362994.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113097389B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 常晶晶;林珍華;郭雨佳;王璐;張苗;蘇杰;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H10K30/10
• 分類號: H10K30/10;H10K30/15;H10K30/80;H10K30/88;H02J7/35
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;黎漢華

1.一種水下工作的光伏儲能一體化裝置，包括太陽能電池模組（1）、穩壓器（2）、充放電管理組件（3）和儲能電池（4），穩壓器（2）連接在太陽能電池模組（1）的輸出端與充放電管理組件（3）的一個輸入端口之間，充放電管理組件（3）的一個輸入輸出雙向端口與儲能電池（4）的輸入輸出雙向端口相接，所述太陽能電池模組（1），由多個鈣鈦礦太陽能電池構成 ，每個鈣鈦礦太陽能電池包括透明導電襯底（11）、電子傳輸層（12）、吸光層（13）、空穴傳輸層（15）和金屬電極（16）其特征在于：

每個的鈣鈦礦太陽能電池還包括隧穿疏水層（14）和雙層封裝結構（17），用于隔絕外界的水汽進入，保護吸光層（13）不被水分侵蝕分解；所述隧穿疏水層位于鈣鈦礦層之上；

所述吸光層（13），采用三維鈣鈦礦與二維鈣鈦礦的復合材料，以提高疏水性和在水中的穩定性及光電轉化效率，其厚度為150-550nm；

所述隧穿疏水層（14），采用聚苯乙烯PS、聚四氟乙烯PTFE、聚偏氯乙烯-三氟乙烯共聚物PVDF-TrFE和氟硅烷中的一種或多種，其厚度為2-20nm；

所述雙層封裝結構（17），包括絕緣保護層（171）、填充保護層（172）、背板（173）、封裝膠（174）和互連線（175），該絕緣保護層（171）、填充保護層（172）和背板（173）依次疊放在金屬電極（16）的上方，該封裝膠（174）包裹在透明導電襯底（11）與背板（173）之間所有層的四周，該互連線（175）分別從透明導電襯底（11）和金屬電極（16）引出到太陽能電池外部，用于完成鈣鈦礦太陽能電池間的互聯。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池包括正置結構與倒置結構兩種；

所述正置結構，其自下而上包括透明導電襯底（11）、電子傳輸層（12）、吸光層（13）、隧穿疏水層（14）、空穴傳輸層（15）、金屬電極（16）和雙層封裝結構（17）；

所述倒置結構，自下而上包括透明導電襯底（11）、空穴傳輸層（15）、吸光層（13）、隧穿疏水層（14）、電子傳輸層（12）、金屬電極（16）和雙層封裝結構（17）。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述吸光層（13）材料中的三維鈣鈦礦，其分子式ABX₃中的不同離子選用如下：

正一價陽離子A，選用甲胺MA⁺、甲脒FA⁺、鉀K⁺、銣Rb⁺、銫Cs⁺ 中的任意一種離子及任意幾種離子的組合；

正二價金屬陽離子B，選用鉛Pb²⁺、鍺Ge²⁺、錫Sn²⁺ 中的任意一種離子及任意幾種離子的組合；

負一價陰離子X，選用氯Cl^-、溴Br^-、碘I^- 中的任意一種離子及任意幾種離子的組合。