一种光伏器件的封装方法

本发明属于光伏器件封装领域，具体涉及一种光伏器件的封装方法。

背景技术：

1、自从2009年以来，宫坂等人就首次提出了将钙钛矿组织的相关材料应用于制造太阳能电池的相关概念。但由于使用了液态电解质作为氧化还原组分，钙钛矿敏化太阳能电池仅存活了几分钟便被迅速腐蚀。作为最新一代光伏设备的钙钛矿太阳能电池(pscs)在学术界与工业领域已经引起了广泛关注。2023年初，sang li seok等报道了一种加入长链烷基氯化铵的fapbi3钙钛矿材料，认证效率已经达到了25.73％，这已经很接近传统硅太阳能电池的效率极限值(26％)并逐步趋近于mapbi3型钙钛矿太阳能电池的效率极限(31％)。由于钙钛矿光伏电池的稳定性较差，很难在长时间的情况下直接暴露在阳光、雨水等自然环境下工作，而其电池组件的主要工作环境即户外环境，因此对电池组的封装处理是很关键的。目前会采用各种封装材料对电池组进行封装，构成由保护基底和组件本身组成的钙钛矿电池组件，从而延长电池组的寿命，降低其在室外条件工作时的损耗速度。

2、目前常用的封装材料如聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等已经在钙钛矿光伏器件的封装中发挥了十分出色的效果。但是，这些封装材料的固化过程需要相对较高的温度；其他封装材料包括玻璃熔料和乙烯-醋酸乙烯酯(eva)等也发挥了很好的封装性能，但是其封装流程工艺目前均较为复杂，没有工业化或者操作便捷的封装工艺流程。

技术实现思路

1、本发明提供了一种光伏器件的封装方法，使用有机硅密封胶封装光伏器件，所用的封装材料要求的固化温度低，封装工艺流程简单。

2、为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种光伏器件的封装方法，包括以下步骤：

4、s1:将待封装的钙钛矿光伏电池组、封装玻璃片、有机硅密封胶放入无水无氧环境中；

5、s2:在s1所述无水无氧环境中，将封装玻璃片置于钙钛矿封装模具底层凹槽中；

6、s3将使用的有机硅密封胶滴在s2所放置好的封装玻璃片中心，并以封装玻璃片为中心，将有机硅密封胶涂抹均匀，并且需要在封装玻璃片周围留出一些空间不涂抹有机硅密封胶，防止其在后续抹平过程中胶水过多溢出；

7、s4:将待封装的钙钛矿光伏电池片倒置于s3中已经涂好有机硅密封胶的封装玻璃片上，并确保钙钛矿光伏电池片中的待封装位置与胶水在封装玻璃片上所涂抹的位置所重合；

8、s5:将s4中已经贴合的封装玻璃片-封装材料-钙钛矿光伏电池组合正面用夹具对其表面稍用力，使得封装胶上下表面的封装玻璃片与钙钛矿光伏电池玻璃片完全贴合，并使得封装胶均匀的扩散到封装玻璃片四周，并用无尘纸或棉签等抹去溢出的多余的胶水；

9、s6:将s5中处理好的电池组从模具中取出，在手套箱环境下静置至胶水完全固化，即可将封装好的电池取出在自然条件氛围中使用。

10、以上所述步骤中，s2中钙钛矿光伏电池封装模具的材料为6061铝合金，模具尺寸为38*38*6mm，内部长宽尺寸均为所使用的封装玻璃片与钙钛矿光伏电池尺寸留出了0.5mm的裕量；

11、s2中封装模具中放置封装玻璃片的凹槽位置与钙钛矿电池中需要封装的位置对应；

12、s3中所使用的有机硅密封胶型号是k-704n，介电强度≥15(kv/mm)；使用的封装玻璃片的尺寸为16mm*16mm*0.5mm，材料为常用的实验室光学玻璃；使用的钙钛矿光伏电池尺寸为20mm*20mm*1.2mm；

13、s4中封装的钙钛矿光伏电池片中钙钛矿层的主要成分为fa0.85ma0.1cs0.05pbi3，其中ma和fa分别是甲基铵和甲脒阳离子；

14、s6中封装完毕的钙钛矿光伏电池组需要在水与氧气含量均小于0.01ppm的环境中室温下静置24～48h。

15、有益效果：本发明提供了一种光伏器件的封装方法，采用有机硅密封胶对光伏器件进行封装，工艺简单，可重复性高，所使用的封装材料有机硅密封胶价格便宜，性价比高。经过测试电池在经过144h以上的自然环境条件下老化，约90％的电池可以保持初始测试光电转换效率的60％及以上，50％以上的电池可以保持初始测试光电转换效率的70％及以上，对钙钛矿光伏器件起到了良好的保护作用；能够延缓太阳能电池的老化。

技术特征：

1.一种光伏器件的封装方法，其特征在于，在隔绝空气和水汽的条件下，采用有机密封胶封装光伏器件，然后在室温下固化完成封装。

2.根据权利要求1所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，s2中在封装玻璃片周围留出一些空间不涂抹有机硅密封胶，防止其在后续抹平过程中胶水过多溢出。

4.根据权利要求2或3所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，s2中封装模具中放置封装玻璃片的凹槽位置与光伏器件需要封装的位置对应。

5.根据权利要求2所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，s4中确保光伏器件中的待封装位置与胶水在封装玻璃片上所涂抹的位置所重合。

6.根据权利要求4所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，所述封装模具的材料为6061铝合金，模具尺寸为38*38*6mm，内部长宽尺寸均为所使用的封装玻璃片与钙钛矿光伏电池尺寸留出了0.5mm的裕量。

7.根据权利要求1或2所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，所述有机硅密封胶型号是k-704n，介电强度≥15(kv/mm)。

8.根据权利要求2所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，所述光伏器件为钙钛矿光伏电池片。

9.根据权利要求8所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，所述钙钛矿光伏电池片中钙钛矿层为fa0.85ma0.1cs0.05pbi3，其中ma和fa分别是甲基铵和甲脒阳离子。

10.根据权利要求2所述的光伏器件的封装方法，其特征在于，封装完毕后的光伏器件在室温下静置24~48 h固化。

技术总结本发明公开了一种光伏器件的封装方法，属于光伏器件封装领域，使用有机硅密封胶封装光伏器件，所用的封装材料要求的固化温度低，封装工艺流程简单。本发明在需要封装的钙钛矿光伏器件表面均匀覆盖有机硅密封胶，再使用薄玻璃片压实即可完成封装。本发明采用有机硅密封胶作为钙钛矿光伏器件封装材料，不影响反应且对人体无损害，并且有机硅密封胶获取简单，价格便宜，封装技术的可重复性高。技术研发人员：程远航,王奔,郭虎受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9