[发明专利]水下工作的光伏储能一体化装置及其制备方法

权利要求书

1.一种水下工作的光伏储能一体化装置，包括太阳能电池模组（1）、稳压器（2）、充放电管理组件（3）和储能电池（4），稳压器（2）连接在太阳能电池模组（1）的输出端与充放电管理组件（3）的一个输入端口之间，充放电管理组件（3）的一个输入输出双向端口与储能电池（4）的输入输出双向端口相接，所述太阳能电池模组（1），由多个钙钛矿太阳能电池构成 ，每个钙钛矿太阳能电池包括透明导电衬底（11）、电子传输层（12）、吸光层（13）、空穴传输层（15）和金属电极（16）其特征在于：

每个的钙钛矿太阳能电池还包括隧穿疏水层（14）和双层封装结构（17），用于隔绝外界的水汽进入，保护吸光层（13）不被水分侵蚀分解；所述隧穿疏水层位于钙钛矿层之上；

所述吸光层（13），采用三维钙钛矿与二维钙钛矿的复合材料，以提高疏水性和在水中的稳定性及光电转化效率，其厚度为150-550nm；

所述隧穿疏水层（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和氟硅烷中的一种或多种，其厚度为2-20nm；

所述双层封装结构（17），包括绝缘保护层（171）、填充保护层（172）、背板（173）、封装胶（174）和互连线（175），该绝缘保护层（171）、填充保护层（172）和背板（173）依次叠放在金属电极（16）的上方，该封装胶（174）包裹在透明导电衬底（11）与背板（173）之间所有层的四周，该互连线（175）分别从透明导电衬底（11）和金属电极（16）引出到太阳能电池外部，用于完成钙钛矿太阳能电池间的互联。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括正置结构与倒置结构两种；

所述正置结构，其自下而上包括透明导电衬底（11）、电子传输层（12）、吸光层（13）、隧穿疏水层（14）、空穴传输层（15）、金属电极（16）和双层封装结构（17）；

所述倒置结构，自下而上包括透明导电衬底（11）、空穴传输层（15）、吸光层（13）、隧穿疏水层（14）、电子传输层（12）、金属电极（16）和双层封装结构（17）。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸光层（13）材料中的三维钙钛矿，其分子式ABX₃中的不同离子选用如下：

正一价阳离子A，选用甲胺MA⁺、甲脒FA⁺、钾K⁺、铷Rb⁺、铯Cs⁺ 中的任意一种离子及任意几种离子的组合；

正二价金属阳离子B，选用铅Pb²⁺、锗Ge²⁺、锡Sn²⁺ 中的任意一种离子及任意几种离子的组合；

负一价阴离子X，选用氯Cl^-、溴Br^-、碘I^- 中的任意一种离子及任意几种离子的组合。