一种钙钛矿太阳能电池

本技术属于新能源和发电领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池由于其优异的光电性能及低廉的制造成本展现出巨大的商业潜力。理论单节钙钛矿太阳能电池的最高转化效率为31％，多节理论效率超过50％，远高于晶体硅29.4％理论转化效率；钙钛矿太阳能电池的单瓦能耗为晶硅组件的1/10，是晶体硅组件极限成本的50％。在光电转化效率和制造成本上具有晶体硅太阳能电池不可匹敌的优势。但是钙钛矿太阳能电池最重要的本征活性层暴露在一定环境下性能会快速退化，如一定湿度、光照或者热环境条件下就会表现出自发性能退化，导致转化效率降低甚至器件性能失效。对钙钛矿发电层进行封装是提高其使用寿命和保持长久良好转化效率的关键。

2、钙钛矿太阳能电池封装时，一般是把做完前电极、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层及背电极的器件用poe或者eva胶膜粘合背板进行高温层压，形成层压件。有时为了增加器件整体阻水隔氧性能，会在封装时，在四周增加丁基胶阻水氧，封装成前板+封装胶膜+背板三明治结构。因为钙钛矿发电层对水氧敏感，在低氧低水汽的环境下制备好后从设备拿出，放到层压机进行层压过程中，容易把空气中的水氧封装进去，影响电池器件性能。另外一些结构的钙钛矿太阳能电池不耐高温，进行高温层压会使钙钛矿层分解，也会影响器件整体性能，降低钙钛矿发电层使用寿命。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种钙钛矿太阳能电池，不但能阻挡外界水氧进入电池内部，且能克服上面所述高温层压工艺对钙钛矿层的破坏，从而提高钙钛矿发电层整体户外使用寿命。

2、本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种钙钛矿太阳能电池，包括前板，所述前板的一面上沿着其边沿四周覆盖有密封胶条，所述密封胶条内的前板面上依次层叠有钙钛矿发电层和水汽阻挡层，所述密封胶条上盖有背板，所述背板与密封胶条围成的空间内充满硅胶层，所述硅胶层分别粘结水汽阻挡层、背板和密封胶条。

4、优选的，所述硅胶层充满背板和水汽阻挡层之间的密封胶条围成的空间。

5、优选的，所述钙钛矿发电层包括依次覆盖在前板上的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和背电极。

6、优选的，所述水汽阻挡层为al2o3薄膜或派瑞林薄膜。

7、优选的，所述前板基材为导电玻璃，或者镀有导电层的透明薄膜或透明玻璃。

8、优选的，所述密封胶条由丁基胶条构成。

9、优选的，所述硅胶层是液态硅胶经固化工艺形成。

10、优选的，所述背板外侧面上设置有接线盒。

11、优选的，所述密封胶条的截面宽度为0.5-2cm，厚度为0.1-2mm。

12、优选的，所述密封胶条与前板的接触面处进行激光或者喷砂处理，使带发电层的前板边部呈绝缘状态。

13、优选的，所述该密封胶条围成的区域呈矩形框状。

14、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

15、本实用新型在电池上制备了一层水氧阻挡层，保护钙钛矿太阳能电池不会暴露在空气中，最大限度隔绝水汽进入钙钛矿发电层内部。同时本实用新型采用了液态硅胶封装，因此使得钙钛矿太阳能组件能通过低温固化封装工艺制备，克服常规高温层压封装工艺对钙钛矿层的破坏。本实用新型采用液态硅胶低温固化封装，增加水氧阻挡层，可以避免钙钛矿发电层在高温封装时性能退化和遇水氧分解问题，提高钙钛矿发电层户外使用寿命。

16、本实用新型提出一种新的钙钛矿太阳能电池封装方法，首先制备钙钛矿发电层，再在钙钛矿发电层上制备一层水氧阻挡层，然后再对器件前板四周进行绝缘处理，去掉边部导电层，增加边部粗糙度及绝缘性，可以解决电池边部对外界漏电问题，也能增加电池边部密封性能，提高水氧阻挡率。再在上面铺设丁基密封胶条，最后在丁基胶条围成的矩形框内涂抹一层液态硅胶，盖上背板，进行低温固化。该封装工艺采用低温固化结合水汽阻挡层能有效防止水氧在钙钛矿发电层制备过程中及后期户外使用中进入电池内部，及避免高温工艺给钙钛矿层带来的失效问题，提高电池户外使用寿命，有利于钙钛矿组件规模化生产。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池，包括前板，其特征在于，所述前板的一面上沿着其边沿四周覆盖有密封胶条，所述密封胶条内的前板侧面上依次层叠有钙钛矿发电层和水汽阻挡层，所述密封胶条上盖有背板，所述背板与密封胶条围成的空间内充满硅胶层，所述硅胶层分别粘结水汽阻挡层、背板和密封胶条。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述硅胶层充满背板和水汽阻挡层之间的密封胶条围成的空间。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿发电层包括依次覆盖在前板上的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和背电极。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述水汽阻挡层为al2o3薄膜或派瑞林薄膜。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述前板基材为导电玻璃，或者镀有导电层的透明薄膜或透明玻璃。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述密封胶条由丁基胶条构成。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述硅胶层是液态硅胶经固化工艺形成。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述背板外侧面上设置有接线盒。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述密封胶条的截面宽度为0.5-2cm，厚度为0.1-2mm。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述密封胶条与前板的接触面处进行激光或者喷砂处理，使带发电层的前板边部呈绝缘状态。

技术总结本技术提供一种钙钛矿太阳能电池，不但能阻挡外界水氧进入电池内部，且能克服高温层压工艺对钙钛矿层的破坏，从而提高钙钛矿发电层整体户外使用寿命。技术方案是：前板上沿着其边沿四周覆盖有密封胶条，密封胶条内的前板上依次层叠有钙钛矿发电层和水汽阻挡层，密封胶条上盖有背板，背板内部的密封胶条围成的空间内充满硅胶层，硅胶层分别粘结水汽阻挡层、背板和密封胶条。本技术在钙钛矿电池上制备了一层水氧阻挡层，保护钙钛矿太阳能电池不会暴露在空气中，最大限度隔绝水汽进入钙钛矿发电层内部。同时采用了液态硅胶封装，因此使得钙钛矿太阳能电池能通过低温固化封装工艺制备，克服上面所述高温层压工艺对钙钛矿层的破坏。技术研发人员：陆晓曼,訾威,陈传亮,方国家,徐文琪,石磊,祝志勇受保护的技术使用者：信阳师范学院技术研发日：20231128技术公布日：2024/7/29