钙钛矿太阳电池组件封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳电池组件的封装结构，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池组件封装结构及其封装方法，属于太阳电池组件技术领域。
【背景技术】
[0002]随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，太阳能光伏发电受到各国普遍关注。目前，产业化晶体硅的电池转换效率稳定约19%(单晶)和17?18%(多晶)，进一步提升效率存在技术和成本的制约瓶颈。尽管一些高效硅电池技术不断得以提出，但是这些高效太阳电池制备工艺复杂、量产中品质不易控制、对设备要求高，因此，难以实现量产。除了硅太阳电池以外，其它类型的化合物薄膜电池、有机太阳电池、染料敏化太阳电池等，其电池转换效率多年来未有显著突破。近年来，一种称之为“钙钛矿太阳电池”的新型电池技术引起了科研人员的广泛关注，其电池转换效率在短短的数年时间内从3.8%提升至目前的20.1%，并以月为单位不断刷新。钙钛矿体系是指一类与钙钛矿CaT13具有相似晶体结构的有机-无机杂化物体系的总称。钙钛矿具有复杂的电学和光学特性，其核心光电转换材料具有廉价、容易制备的特点，这为其大规模、低成本制造提供了可能。
[0003]太阳电池本身易受环境中水汽、氧气、灰尘、腐蚀性化学物质和外力冲击等的影响，导致损坏、性能下降甚至失效，无法长期稳定地在自然环境中工作。单个太阳电池电流和电压输出值较小，无法满足实际应用对输出功率的要求。因此，必须将太阳电池串、并联，实施封装保护，引出电极导线，制成几瓦到数百瓦不同输出功率的光伏发电组件。一般的，太阳电池封装组件的结构包括背面基板、太阳电池、互联线路、封装胶、正面玻璃板、边框等部分。组件封装技术直接关系到其功率输出、工作寿命、可靠性和成本。
[0004]尽管钙钛矿太阳电池的效率不断提升，但相较传统晶体硅或薄膜太阳电池，其更易受环境因素影响。高湿度环境中，水渗透到没有封装的钙钛矿太阳电池中，使得钙钛矿功能材料发生分解;长时间高温过程会改变钙钛矿层材料或使得有机空穴传输层失效，导致太阳电池性能迅速衰减。因此，钛矿太阳电池长期稳定工作，需要相适应的组件封装技术。传统的组件封装技术，防水性可能无法满足钙钛矿太阳电池的要求;封装过程中常常需要高温作业，会影响钙钛矿太阳电池的性能。这对组件封装技术提出了更高的技术要求，需要设计一种适用于钙钛矿太阳电池的封装结构及封装方法。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术中，缺乏专门针对钙钛矿太阳电池的封装结构及封装方法，提供一种钙钛矿太阳电池封装结构及封装方法，在不影响钙钛矿太阳电池性能的基础上，对组件进行封装，避免水汽、高温、化学腐蚀、外应力等因素对钙钛矿太阳电池的不利影响，提高钙钛矿太阳电池组件的可靠性，促进钙钛矿太阳电池的发展和产业化应用。
[0006]为此，本发明采用如下技术方案:
一种钙钛矿太阳电池封装结构，用于将若干钙钛矿太阳电池(2)封装成光伏组件，若干钙钛矿太阳电池通过互联导电线路(3)串联和/或并联，包括背面基板(1)、封装胶以及正面玻璃(6)，其特征在于:所述封装胶包括用于将单个太阳电池封装的太阳电池封装胶(4)和用于将若干太阳电池共同封装的组件封装胶(5)，所述太阳电池封装胶(4)采用无色透明的环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶或紫外线光固化封装胶，所述组件封装胶
(5)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯辛烯共聚物(POE)，组件封装胶填充背面基板、钙钛矿太阳电池、互联导电线路、太阳电池封装胶、正面玻璃板之间的空间。
[0007]进一步地，所述太阳电池封装胶(4)至少部分地包覆钙钛矿太阳电池。
[0008]进一步地，所述背面基板(I)采用TPT、TPE、FPF、FFC、PET、FFC、BBP、EVA、PET、THV、
玻璃或陶瓷。
[0009]进一步地，所述若干钙钛矿太阳电池(2)平铺放置，相互没有交叠。
[0010]进一步地，所述若干钙钛矿太阳电池(2)通过互联导电线路串联成数个串联组，数个串联组之间并联，再经汇流引出正极和负极。
[0011]进一步地，在光伏组件的外周还设置有加固边框(7)。
[0012]本发明的另一方面，提供一种钙钛矿太阳电池封装方法，包括如下步骤:
A.提供多个钙钛矿太阳电池；
B.平铺排列分布各钙钛矿太阳电池，使用导电线将钙钛矿太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，再经汇流引出正极和负极；
C.配置太阳电池封装胶，将其滴涂并至少部分地覆盖每个钙钛矿太阳电池，固化所述太阳电池封装胶；
D.将经过步骤C处理的钙钛矿太阳电池平置在背面基板上，并使钙钛矿太阳电池的受光面朝上；
E.在背面基板和钙钛矿太阳电池上覆盖一层组件封装胶；
F.在组件封装胶上平置正面玻璃，正面玻璃的形状、面积与背面基板的形状、面积相同，形成由下向上依次设置背面基板、钙钛矿太阳电池、互联导电线路、太阳电池封装胶、组件封装胶膜、玻璃正面板的叠层；
G.将上述叠层送入热承压腔体，实施加热承压，固化组件封装胶，加热的温度范围为100至180°C，时间范围为10至120分钟。
[0013]进一步地，在步骤C中，所述太阳电池封装胶采用无色透明的环氧树脂胶，按A:B=2:1的比例配置环氧树脂胶，控制温度范围为30-80°C，时间为2-6小时，固化太阳电池封装胶。
[0014]进一步地，在步骤E中，所述组件封装胶采用POE胶膜。
[0015]进一步地，还包括步骤H，在背面基板和正面玻璃板边缘装配边框，并用硅胶密封边框和面板之间的缝隙。
[0016]本发明的钙钛矿太阳电池封装结构，可有效地保护钙钛矿太阳电池，避免水汽、高温、化学腐蚀、外应力等因素对钙钛矿太阳电池的不利影响，提高钙钛矿太阳电池组件的可靠性;通过对每个钙钛矿太阳电池单独进行封装，太阳电池封装胶选用具有较好的防水、防尘、防外力冲击、散热特性的封装材料，对太阳电池的保护效果好;太阳电池封装胶可在常温下固化、加温固化(加温的温度可低于100°C)或紫外光照射固化封装过程无需长时间高温过程，保证了钙钛矿太阳电池在随后组件封装过程中性能不衰减，并完好无损;在组件的顶面、底面和四周分别采用防水防渗透性能良好的玻璃、聚合物面板和组件封装材料，可有效阻止自然环境中水汽侵袭，同时具有良好的防紫外老化、化学腐蚀、外力磨损的性能，保证钙钛矿太阳电池组件长期稳定工作。本发明提供的钙钛矿太阳电池组件封装方法，可以兼容运用传统太阳电池组件封装技术，为钙钛矿太阳电池组件应用提供了一种可行的方案。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
其中，I为背面基板，2为钙钛矿太阳电池，3为互联导电线路，4为太阳电池封装胶，5为组件封装胶，6为正面玻璃，7为边框。
【具体实施方式】