[发明专利]钙钛矿太阳能电池封装方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池封装方法。本发明的钙钛矿太阳能电池封装方法通过聚氨酯热熔胶粘接背板层，并且在四周加装树脂边框，用有机硅胶密封，从而有效地解决了传统热熔胶与钙钛矿太阳能电池反应的问题，提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。另外，本发明的方法特别适合于基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的封装。

技术领域

本发明钙钛矿太阳能电池领域，具体地涉及一种钙钛矿太阳能电池的封装方法。

背景技术

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约为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CaTiO₃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。

钙钛矿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。为了保证电池能够长期高效并且稳定地工作，必须对电池片进行封装，隔绝水分和氧气。在隔绝空气的条件下，钙钛矿太阳能电池的稳定性大幅度提升。

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，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；酸性热熔胶容易与钙钛矿电池反应。

例如，CN 106159096 A公开了一种双面受光大面积钙钛矿太阳电池的制备方法，太阳电池正面和背面均采用透明电极的钙钛矿太阳电池，由减反射镀膜玻璃、纳米二氧化硅过渡层、氧化锡透明导电薄膜、致密层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、氧化锢透明导电薄膜、热熔密封薄膜和减反射镀膜玻璃叠合组成。热熔密封薄膜为聚醋酸乙烯或聚乙烯醇缩丁醛薄膜。

因此，需要开发新的针对钙钛矿太阳电池的特定封装方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池封装方法，该方法能够避免传统封装方式中引起的与钙钛矿电池反应的问题，提高封装稳定性。优选地，本发明的封装方式特别适合于基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的封装。具体地，本发明包括以下内容：

一种钙钛矿太阳能电池封装方法，其包括以下步骤：

(1)在钙钛矿太阳能电池片上施加聚氨酯热熔胶，通过加热设备使所述聚氨酯热熔胶在70～100℃下保持10～30分钟，得到流体熔胶；

(2)将背板层与70～100℃范围内的所述流体熔胶接触，且使所述背板层与所述流体熔胶之间无气泡产生；

(3)使所述流体熔胶冷却至室温，从而使所述钙钛矿太阳能电池片通过聚氨酯热熔胶与所述背板层固定粘接；

(4)在所述钙钛矿太阳能电池片的四周加装边框，并用密封胶固定所述边框。

步骤(1)至(4)的编号仅仅是为了说明目的，并不限定步骤(1)至(4)之间的顺序。在不影响本发明目的实现的情况下，上述步骤之间的顺序是可以改变的，甚至某些步骤是可以同时进行的。