一种四端子三玻高效薄膜叠层发电组件及其制备方法与流程

本申请涉及对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，具体涉及一种四端子三玻高效薄膜叠层发电组件及其制备方法。

背景技术：

1、第二代薄膜太阳能电池，以碲化镉薄膜太阳能电池为代表，依托薄膜电池材料特性和产品优势，使得薄膜太阳能电池市场规模不断扩大，主要被广泛应用于光伏发电、建筑一体化(bipv)设计、阳光房等领域。

2、随着薄膜太阳能电池行业的技术创新提速，在新材料、新工艺、新结构等方面的研发成果不断涌现，逐步推出钙钛矿电池，推动薄膜太阳能电池行业的快速发展。钙钛矿薄膜太阳能电池具有光吸收系数高和载流子迁移率高特点，载流子扩散距离长、带隙灵活可调并且制备工艺简单，原材料成本相对低廉的优势。

3、随着钙钛矿电池稳定性持续改善，需利用钙钛矿电池的优点，开发碲化镉电池与钙钛矿电池结合叠层技术，制成一种钙钛矿/碲化镉的高效叠层太阳能电池。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高效的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，采用的技术方案包括：

2、一种四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，包括接线盒和三玻层压组件，三玻层压组件包括由上至下依次设置的顶层背板、顶层封装胶膜、钙钛矿电池、基底、碲化镉电池、底层封装胶膜和底层背板，所述钙钛矿电池的带隙范围为1.55ev-1.68ev；碲化镉电池的带隙范围为1.35ev-1.45ev，所述钙钛矿电池和碲化镉电池的正极和负极接线盒连接且分别相互并联，所述钙钛矿电池经过激光刻划形成n1个串联的顶层子电池，顶层子电池电压为v1，碲化镉电池经过激光刻划形成n2个串联的底层子电池，底层子电池电压为v2，且n1*v1＝n2*v2。

3、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：v1：v2＝1.25：0.88。

4、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述碲化镉电池包括由上至下依次设置的底层透明第一电极层、底层窗口层、底层吸收层、底层背接触层和底层第二电极层，所述底层第二电极层正负极的两侧分别敷设有第一引流带，其另一侧敷设有第一绝缘胶带，且所述第一绝缘胶带上设有两条第一汇流带，两条第一汇流带的一端分别与两条第一引流带的一端连接，其另一端分别引出并形成碲化镉电池的正极和负极。

5、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述钙钛矿电池包括由下至上依次设置的顶层透明第一电极层、第一传输层、顶层吸收层、第二传输层和顶层透明第二电极层，所述顶层透明第二电极层正负极的两侧分别敷设有第二引流带，顶层透明第二电极层的另一侧敷设有第二绝缘胶带，所述第二绝缘胶带上设有两条第二汇流带，两条第二汇流带的一端分别与两条第二引流带的一端连接，其另一端分别引出并形成钙钛矿电池的正极和负极。

6、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

7、所述接线盒设置在三玻层压组件的一侧，所述钙钛矿电池和碲化镉电池的正极和负极从所述三玻层压组件的该侧出线并与所述接线盒连接。

8、本申请还提出了上述四端子三玻高效薄膜叠层发电组件的制备方法，包括：

9、步骤1、在基底的一侧制备碲化镉电池后，且碲化镉电池经过激光刻划形成n2个串联的底层子电池；

10、步骤2、在基底的另一侧制备钙钛矿电池，钙钛矿电池经过激光刻划形成n1个串联的顶层子电池；

11、步骤3、在基底的两侧分别敷设封装胶膜并排布背板后进行层压，形成三玻层压组件；

12、步骤4、将碲化镉电池的正极与钙钛矿电池的正极与接线盒连接且相互并联，将碲化镉电池的负极与钙钛矿电池的负极与接线盒连接且相互并联。

13、本申请还提出了上述四端子三玻高效薄膜叠层发电组件的制备方法，包括：

14、步骤a、在基底的一侧制备碲化镉电池后，且碲化镉电池经过激光刻划形成n2个串联的底层子电池，在基底上敷设底层封装胶膜并排布底层背板，进行层压；

15、步骤b、在基底的另一侧制备钙钛矿电池，钙钛矿电池经过激光刻划形成n1个串联的顶层子电池，在基底上敷设顶层封装胶膜并排布顶层背板，进行低温层压工艺，形成三玻层压组件；

16、步骤c、将碲化镉电池的正极与钙钛矿电池的正极与接线盒连接且相互并联，将碲化镉电池的负极与钙钛矿电池的负极与接线盒连接且相互并联。

17、本发明的有益效果：

18、钙钛矿电池的带隙可调控，不同能带隙的钙钛矿电池和碲化镉电池组成叠层太阳能电池钙钛矿电池和碲化镉电池吸收不同波长的太阳光，拓宽了太阳能光谱的利用范围，增大了光能的利用效率，能使叠层电池的转换效率突破30％。

19、本申请所述四端子三玻高效薄膜叠层发电组件的顶层采用相对宽带隙的钙钛矿电池，底部采用相对窄带隙的碲化镉电池，顶层的钙钛矿电池吸收大部分太阳能光谱，电流密度可达到20-25ma/cm2,效率输出24％-26％，经过钙钛矿电池滤波以及局部扩散后，碲化镉电池主要吸收长波段太阳能光谱，同时吸收透过钙钛矿电池和激光刻线的太阳能光谱，输出电流达到8-12a/cm2，效率输出5％-9％，最终获得效率为27-34％的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件。

技术特征：

1.一种四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，其特征在于，包括三玻层压组件和接线盒(10)，三玻层压组件包括由上至下依次设置的顶层背板(20)、顶层封装胶膜(30)、钙钛矿电池(40)、基底(50)、碲化镉电池(60)、底层封装胶膜(70)和底层背板(80)，所述钙钛矿电池(40)的带隙范围为1.55ev-1.68ev；碲化镉电池(60)的带隙范围为1.35ev-1.45ev，所述钙钛矿电池(40)和碲化镉电池(60)的正极和负极接线盒(10)连接且分别相互并联，所述钙钛矿电池(40)经过激光刻划形成n1个串联的顶层子电池，顶层子电池电压为v1，碲化镉电池(60)经过激光刻划形成n2个串联的底层子电池，底层子电池电压为v2，且n1*v1＝n2*v2。

2.根据权利要求1所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，其特征在于，v1：v2＝1.25：0.88。

3.根据权利要求1所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，其特征在于，所述碲化镉电池(60)包括由上至下依次设置的底层透明第一电极层(601)、底层窗口层(602)、底层吸收层(603)、底层背接触层(604)和底层第二电极层(605)，所述底层第二电极层(605)正负极的两侧分别敷设有第一引流带，其另一侧敷设有第一绝缘胶带，且所述第一绝缘胶带上设有两条第一汇流带(606)，两条第一汇流带(606)的一端分别与两条第一引流带的一端连接，其另一端分别引出并形成碲化镉电池(60)的正极和负极。

4.根据权利要求1所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，其特征在于，所述钙钛矿电池(40)包括由下至上依次设置的顶层透明第一电极层(401)、第一传输层(402)、顶层吸收层(403)、第二传输层(404)和顶层透明第二电极层(405)，所述顶层透明第二电极层(405)正负极的两侧分别敷设有第二引流带(406)，顶层透明第二电极层(405)的另一侧敷设有第二绝缘胶带(407)，所述第二绝缘胶带(407)上设有两条第二汇流带(409)，两条第二汇流带(409)的一端分别与两条第二引流带(406)的一端连接，其另一端分别引出并形成钙钛矿电池(40)的正极和负极。

5.根据权利要求1所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件，其特征在于，所述接线盒(10)设置在三玻层压组件的一侧，所述钙钛矿电池(40)和碲化镉电池(60)的正极和负极从所述三玻层压组件的该侧出线并与所述接线盒(10)连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件的制备方法，其特征在于，包括：

7.一种如权利要求1-5任一项所述的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开一种四端子三玻高效薄膜叠层发电组件及其制备方法，四端子三玻高效薄膜叠层发电组件包括接线盒和三玻层压组件，三玻层压组件包括由上至下依次设置的顶层背板、顶层封装胶膜、钙钛矿电池、基底、碲化镉电池、底层封装胶膜和底层背板，钙钛矿电池和碲化镉电池的正极和负极与接线盒连接且分别相互并联，钙钛矿电池经过激光刻划形成N1个串联的、电压为V1的顶层子电池，碲化镉电池经过激光刻划形成N2个串联的、电压为V2的底层子电池，且N1*V1＝N2*V2。顶层采用相对宽带隙的钙钛矿电池，底部采用相对窄带隙的碲化镉电池，经过钙钛矿电池滤波以及局部扩散后，碲化镉电池主要吸收长波段太阳能光谱，最终获得效率为27‑34％的四端子三玻高效薄膜叠层发电组件。

技术研发人员：王萍萍,周壮大,邓祥,王璐璐,杜祎轩,赖新暖,赵志波
受保护的技术使用者：广东明阳薄膜科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29