[发明专利]一种钙钛矿光伏封装材料、器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钙钛矿光伏封装材料、器件及其制备方法，封装材料包括依次设置的太阳能电池背板、光伏胶膜和热熔胶层；该封装材料适合封装PSC电池。本发明提供的封装电池具有较好的抗冲击性；从铅泄露测试可以看出：本发明能有效抑制破损PSC在强降雨中铅泄露；封装前后电池效率可以看出：封装后PSC仍保持良好的稳定性；热熔胶与PSC封装器件各层材料均有良好的粘接强度。

技术领域

本发明属于钙钛矿电池的封装技术领域，尤其涉及一种钙钛矿光伏封装材料、器件及其制备方法。

背景技术

在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺的形势下，可持续发展战略被世界各国接受。太阳能具有清洁性、安全性、资源充足性等优点，是二十一世纪最重要的新能源之一，受到各国政府的重视和支持。近几年，光伏市场急剧扩大，光伏产品供不应求。

目前，在太阳能电池在生产过程中，需要对电池片进行封装。封装材料的性质将在很大程度上决定太阳能电池组件的性能和寿命。

现有技术中封装材料的封装温度过高，如乙烯醋酸乙烯酯和聚烯烃的封装条件分别为140℃、65kPa、20分钟；和150℃、50kPa、8分钟。温度对钙钛矿的晶体结构和相有很大影响。根据相关报道，从四方到立方的相变发生在54-56℃。太阳能电池必须要求高达85℃的热稳定性，这对应于0.093eV，因为在操作过程中会露在高温下。并且发现钙钛矿在85℃的氮气中加热24小时时分解成PbI₂。MAPbI₃的形成能为0.11-0.14eV，非常接近0.093eV，这表明MAPbI₃在连续暴露于85℃时可能会降解。

当封装的铅基PSC被雨水损坏和冲刷时，大量的铅会溶解并释放到环境中，从PSC泄漏的铅会渗入地下和植物中。因此，必须格外小心钙钛矿中的铅，因为它在食物循环的效率是人类活动中已经存在的其他铅污染物的十倍。与CdTe(10^-34)等其他重金属化合物相比，PbI₂(10^-8)的高水溶性产物带来了食物链中Pb积累的严重风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钙钛矿光伏封装材料、器件及其制备方法，该封装材料适合封装钙钛矿电池(PSC)。

本发明提供了一种适合钙钛矿光伏建筑一体化封装材料，包括依次设置的太阳能电池背板、光伏胶膜和热熔胶层。

在本发明中，所述光伏胶膜选自PVB、EVA、PIB、POE、TPU或多层共挤型POE胶膜；

所述光伏胶膜的厚度为0.1～7mm。

在本发明中，所述太阳能电池背板选自TPT型太阳能电池背板、KPK型太阳能电池背板、TPE型太阳能电池背板、KPE型太阳能电池背板、FPF型太阳能电池背板、FPE型太阳能电池背板、PET型太阳能电池背板、AAA型太阳能电池背板和玻璃中的一种或多种；上述种类的背板均为本领域技术人员熟知的背板，采用其市售商品即可。

所述太阳能电池背板的厚度为0.1～7mm。

在本发明中，所述热熔胶层的制备原料包括反应单体、引发剂、微球和阻聚剂；所述反应单体选自苯乙烯类、丙烯酸类、聚氨酯类和丙烯酸酯类中至少一种；

所述热熔胶的厚度大于等于0且小于等于3mm。

在本发明中，所述热熔胶具有良好的透光性。