一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法与流程

本发明涉及太阳能电池封装，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法。

背景技术：

1、薄膜太阳能电池作为新一代太阳能电池，其应用越来越广。然而太阳能电池的工作环境一般在室外，因此需要对电池进行封装处理。

2、在薄膜太阳能电池行业中，目前对于玻璃衬底的薄膜电池在封装层压时，粘接保护层(封装胶膜)均采用eva/poe/pvb等类型的胶膜与背板玻璃进行直接封装层压，具体步骤是将组件放入带加热的层压机进行抽真空排气，待胶膜融化后进行加压将背板玻璃与电池通过封装胶膜粘结在一起；但这种封装层压的方式会导致在封装层压后，钙钛矿组件效率大幅度衰减，容易引起背电极分层脱膜。

3、因此，需要开发新的薄膜太阳能电池的封装技术，克服现有封装技术手段导致的效率下降和脱膜的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池组件及其封装方法，可以有效的降低钙钛矿薄膜电池的受热时间，减小长时间的高温对钙钛矿电池效率的影响；增加保护涂层后，可以有效的提升钙钛矿组件在封装层压后的效率，并且可以减少钙钛矿组件的分层脱膜现象。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池组件的封装方法，所述封装方法包括：

4、在钙钛矿电池的背电极的表面涂覆液态的保护涂料，形成保护涂层，保护涂料同时填充至激光线的缝隙中；

5、将敷设有封装胶膜和密封胶的背玻璃进行加热，得到加热后背玻璃；

6、将所述加热后背玻璃与钙钛矿电池合片并第一层压，得到钙钛矿太阳能电池组件。

7、本发明提供的钙钛矿太阳能电池组件的封装方法通过选用液态的保护涂料来形成保护涂层能够起到填充激光线的作用，从而达到避免受压力导致边缘缺陷的目的，同时可以保护钙钛矿电池背电极在较长时间内不受空气中水汽影响，且减小第一层压后钙钛矿电池背电极脱膜的概率；而且本发明的封装方法将封装胶膜和密封胶敷设在背玻璃上，且对背玻璃加热后再进行合片和第一层压，大大缩短钙钛矿电池的总受热时间，从而提高了钙钛矿电池的性能。

8、由于传统工艺中第一层压时，封装胶膜在抽真空阶段加热过程中逐渐软化，加压时封装胶膜具备一定的流动性，在压力的作用下胶膜会逐渐流入激光线里面进行填充，但是因为其流动性相对较差，填充激光线过程会导致激光线两侧的膜层会有崩塌，导致效率下降；在冷却时由于胶膜热胀冷缩，容易导致组件边缘电极发生分层脱膜现象。本发明通过增加保护涂层且改善第一层压的过程，从而避免了上述现象的产生，首先在第一层压时，封装胶膜不会因流动性差而影响激光线处膜层的质量，造成不必要的缺陷，其次保护涂料填充到激光线里面，然后固化，可以保护组件在第一层压时不影响激光线位置膜层质量，减小钙钛矿受热不稳定的影响以及分层脱膜外观不良，整体提高了钙钛矿组件的效率。

9、优选地，所述保护涂层的厚度为20～100μm，例如可以是20μm、25μm、35μm、45μm、55μm、65μm、75μm、80μm、90μm或100μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

10、本发明优选保护涂层的厚度为20～100μm，能够在保障其起到保护作用的同时避免保护涂层太厚导致成本提升以及封装效果降低的情况。

11、优选地，所述保护涂料的粘度＜1000mpa·s，例如可以是990mpa·s、980mpa·s、970mpa·s、950mpa·s、920mpa·s、900mpa·s、800mpa·s或700mpa·s等。

12、本发明优选保护涂料的粘度在上述范围内，具有更佳的流动性，通过刮涂或喷涂的方式能够填充到激光线里面，保护激光线，提高钙钛矿电池层压后的电池效率。

13、优选地，所述保护涂料的固化温度为50～60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等。

14、优选地，所述保护涂料的材质包括液态非晶氟树脂、液态有机硅树脂或液态丙烯酸树脂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为液态非晶氟膜和液态有机硅树脂的组合，液态丙烯酸树脂和液态有机硅树脂的组合，液态非晶氟膜和液态丙烯酸树脂的组合，优选为液态非晶氟树脂。

15、本发明进一步优选液态非晶氟树脂，其具有流动性佳、固化快且不含水氧不与背电极发生反应的优势，能够较好地作为保护涂层。

16、优选地，所述涂覆的方式包括刮涂或喷涂。

17、优选地，所述刮涂包括：将液态的保护涂料滴在刮刀上，进行刮涂。

18、优选地，所述刮涂的速度为100～2000mm/min，例如可以是100mm/min、310mm/min、520mm/min、730mm/min、940mm/min、1150mm/min、1360mm/min、1500mm/min、1700mm/min或2000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

19、优选地，所述封装方法还包括设置在涂覆之后的固化。

20、优选地，所述固化的方式包括热风固化或紫外固化

21、优选地，所述固化的温度为30～60℃，例如可以是30℃、34℃、37℃、40℃、44℃、47℃、50℃、54℃、57℃或60℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

22、优选地，所述固化的时间为1～3min，例如可以是1min、1.3min、1.5min、1.7min、1.9min、2.0min、2.4min、2.6min、2.8min或3min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

23、优选地，所述加热的温度为120～180℃，例如可以是120℃、125℃、135℃、140℃、145℃、155℃、160℃、165℃、170℃或180℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

24、优选地，所述加热的时间为3～8min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min或8min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

25、优选地，所述第一层压的温度为100～130℃，例如可以是100℃、104℃、107℃、110℃、114℃、117℃、120℃、124℃、127℃或130℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

26、优选地，所述第一层压的时间为1～5min，例如可以是1min、2min、3min、4min或5min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

27、优选地，所述第一层压中抽真空的时间为1～3min，例如可以是1min、1.3min、1.5min、1.7min、1.9min、2.0min、2.4min、2.6min、2.8min或3min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

28、优选地，所述第一层压的真空度为40～100kpa，例如可以是40kpa、47kpa、54kpa、60kpa、67kpa、74kpa、80kpa、87kpa、94kpa或100kpa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

29、优选地，所述敷设有封装胶膜和密封胶的背玻璃的制备包括：在背玻璃的表面敷设封装胶膜，并经第二层压，再在背玻璃的边缘涂敷密封胶，得到敷设有封装胶膜和密封胶的背玻璃。

30、本发明对所述密封胶没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于密封的密封胶即可。本发明对所述封装胶膜的材质也没有特殊限制，也可采用本领域技术人员熟知的任何可用于封装的封装胶膜即可。

31、优选地，所述封装胶膜的边缘距离背玻璃的边缘10～13mm，例如可以是10mm、10.4mm、10.7mm、11mm、11.4mm、11.7mm、12mm、12.4mm、12.7mm或13mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

32、优选地，所述第二层压的温度低于所述第一层压的温度。

33、优选地，所述第二层压的温度为70～100℃，例如可以是70℃、74℃、77℃、80℃、84℃、87℃、90℃、94℃、97℃或100℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

34、优选地，所述第二层压的抽真空时间为3～5min，例如可以是3min、3.3min、3.5min、3.7min、3.9min、4.2min、4.4min、4.6min、4.8min或5min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

35、优选地，所述第二层压的加压时间为2～4min，例如可以是2min、2.3min、2.5min、2.7min、2.9min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min或4min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

36、优选地，所述第二层压的真空度为10～30kpa，例如可以是10kpa、13kpa、15kpa、17kpa、19kpa、22kpa、24kpa、26kpa、28kpa或30kpa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

37、优选地，所述密封胶的厚度比封装胶膜的厚度厚0.1～0.3mm，例如可以是0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm、0.22mm、0.24mm、0.26mm、0.28mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

38、第二方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池组件采用第一方面所述的钙钛矿太阳能电池组件的封装方法进行封装。

39、本发明第一方面封装方法得到的钙钛矿太阳能电池效率高且不易脱膜，性能优良。

40、优选地，所述钙钛矿太阳能电池组件为钙钛矿薄膜太阳能电池。

41、优选地，所述钙钛矿薄膜太阳能电池的厚度为2.2～3.2mm，例如可以是2.2mm、2.5mm、3.0mm或3.2mm等。本发明所述钙钛矿薄膜太阳能电池的厚度是指含有玻璃的厚度。

42、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

43、(1)本发明提供的钙钛矿太阳能电池组件的封装方法，通过采用液态保护涂料作为保护涂层，能够填充激光线，从而避免电池组件因受压力出现边缘缺陷的情况，而且能够保护钙钛矿电池背电极在较长时间内不受空气中水汽影响，减小层压后钙钛矿电池背电极脱膜的概率。

44、(2)本发明提供的钙钛矿太阳能电池组件的封装方法可避免钙钛矿电池的长时间加热，提高了钙钛矿电池的性能，针对层压前9.0～9.5w的钙钛矿电池，优选层压后电池功率在10.6～12.0w之间。