钙钛矿电池BIPV组件的封装工艺的制作方法

本发明涉及太阳能电池制造，更具体地说，涉及一种钙钛矿电池bipv组件的封装工艺。

背景技术：

1、近年来由于我国城市化进程的加快，建筑能耗逐年增长，因此加快可再生能源在建筑领域中规模化应用，是降低建筑能耗、调整建筑用能结构的关键措施之一。太阳能系统建筑一体化技术(简称“bipv”)是将太阳能系统产品有机结合到建筑领域，既可以使太阳能系统具有建筑功能，同时又利用建筑表面产生的能量，实现提供清洁能源和降低建筑能耗的双重效果。

2、钙钛矿太阳能电池(perovskite so l ar ce l l s)是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，钙钛矿的吸光范围在紫外至近红外区间内，即大约300～800纳米的波长范围内。这是由于钙钛矿的电子能级结构决定的，它可以吸收大部分可见光和紫外光，并且还可以对应更长波长的近红外光进行吸收。

3、但是，钙钛矿电池存在以下诸多问题需要解决：

4、1.光照稳定性差：钙钛矿电池在长时间暴露于阳光下容易发生胶膜光热退化现象，影响透光率，导致电池性能下降。

5、2.湿度敏感：钙钛矿电池对湿度非常敏感，潮湿的环境会导致电池性能下降甚至失效，大气中或者封装不好容易被氧化。

6、3.低稳定性：钙钛矿电池的稳定性较差，容易受到外界环境因素的影响，导致电池的寿命较短。

7、同时，温度会直接影响钙钛矿电池bipv组件的性能和稳定性。一般来说，钙钛矿电池在较低的温度下工作时表现较好，而在高温环境下会出现性能下降甚至损坏的情况，具体表现为：

8、1.高温会加快电解质的挥发，降低电池中的离子浓度，影响电池的充放电速率和效率。

9、2.高温会导致电池内部的化学反应加剧，可能引起电解质和电极材料的降解，导致电池寿命缩短。

10、3.高温会增加电池内部的电阻，影响电池的输出功率和效率。

11、4.高温还可能引起钙钛矿材料的相变或畸变，影响电池电荷传输和性能稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其具体技术方案如下：

2、一种钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，包括以下步骤：

3、步骤一、在钙钛矿电池片的底层连接背板玻璃或建材基板，制成钙钛矿电池板；

4、步骤二、制作bipv组件的周边密封边框，周边密封边框的纵截面呈旋转90度后的t形，其包括外侧竖板和内夹层横板，在周边密封边框其中一侧的外侧竖板上预留气孔；

5、步骤三、在周边密封边框的内夹层横板底面、顶面闭环涂布密封胶，将钙钛矿电池板盖在内夹层横板下层，且钙钛矿电池片的顶面四边与内夹层横板底面粘连固定，将前板玻璃盖在内夹层横板上层，且前板玻璃的底面四边与内夹层横板顶面粘连固定，使前板玻璃与钙钛矿电池板之间形成密封的夹层；

6、步骤四、待密封胶干透，通过预留的气孔对夹层进行抽真空，再对夹层充入惰性气体，让惰性气体对夹层内循环吹扫，排出夹层内其它气体，使惰性气体充满夹层；

7、步骤五、抽放真空动作完成后，bipv组件夹层内需保证维持在半真空状态，再使用密封胶将预留气孔密封好，以此制成半真空封装的钙钛矿电池bipv组件。

8、优选地，步骤三中的前板玻璃上可进一步沉积膜层，具体包括以下步骤：

9、s1、在前板玻璃的底层上沉积厚度为10um～100um的tio薄膜；

10、s2、在t io薄膜的底层上沉积厚度为1nm～30nm的ag薄膜，且ag薄膜需同时具备透过率≥85％；

11、s3、在t io薄膜的底层上沉积sinx薄膜，作为ag薄膜层的保护层。

12、优选地，t io薄膜还能够替换为sno薄膜、nb2o5薄膜、bi2o3薄膜中的任意一种。

13、优选地，步骤s1中在前板玻璃的底层上先沉积一层mgf2薄膜，再在mgf2薄膜的底层上沉积厚度为10um～100um的t io薄膜。

14、优选地，mgf2薄膜的厚度为10nm～100nm，折射率为1.38；前板玻璃的折射率为1.52。

15、优选地，mgf2薄膜、t io薄膜、ag薄膜、s i nx薄膜需保证置于夹层内。

16、优选地，内夹层横板的厚度为1mm～10mm，外侧竖板的厚度为1mm～10mm；前板玻璃与钙钛矿电池板的间距保持在1mm～10mm之间；外侧竖板的高度为bipv组件的整体厚度。

17、优选地，夹层中间增设有支撑结构。

18、优选地，前板玻璃需具备透过率≥85％，厚度为1.5mm～3mm。

19、优选地，前板玻璃采用建筑low-e玻璃、防辐射玻璃、浮法高透玻璃、钢化或半钢化玻璃中的任意一种，密封胶采用聚硫胶、硅酮结构胶、丁基密封胶中的任意一种。

20、通过采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

21、1、本发明通过采用特定的手法将钙钛矿电池封装在半真空环境+惰性气体的密闭环境下，使其有效的与外界环境隔离，通过密闭空间隔离，有效的降低了温度、湿度以及外界其他环境因素对钙钛矿电池的影响，阻隔外界空气防止氧化，可增加电池发电效率及延长电池寿命。

22、2、本发明在钙钛矿电池板的上层因未使用封装胶膜，因此避免了发生胶膜光热退化现象，影响透光率，导致电池性能下降的情况；而且由于减少了电池正面胶膜的遮挡，从而提高了可见光透过率，提高了电池转换效率。

23、3、本发明还从热能的发生源考虑，远红外热辐射是间接来自太阳的，这部分能量就是热能，是由太阳照射到物体上被物体吸收后再辐射出来。本发明通过在组件前板玻璃上制备反远红外的膜层(ag薄膜)，进而有效阻止了远红外照射电池表面而产生热能。

24、4、同时本发明还在前板玻璃上制备了紫外吸收层(t io薄膜)，进一步防止紫外线对电池的损伤。

25、5、本发明方法适用于所有b ipv太阳能电池组件封装工艺，包含topcon电池组件，perc电池组件，hjt异质结电池组件，钙钛矿电池组件，hjt&钙钛矿叠层电池组件，cigs电池组件，砷化镓电池组件，碲化镉电池组件等。

技术特征：

1.一种钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，步骤三中的前板玻璃上可进一步沉积膜层，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，tio薄膜还能够替换为sno薄膜、nb2o5薄膜、bi2o3薄膜中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，步骤s1中在前板玻璃的底层上先沉积一层mgf2薄膜，再在mgf2薄膜的底层上沉积厚度为10um～100um的tio薄膜。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，mgf2薄膜的厚度为10nm～100nm，折射率为1.38；前板玻璃的折射率为1.52。

6.根据权利要求4所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，mgf2薄膜、tio薄膜、ag薄膜、sinx薄膜需保证置于夹层内。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，内夹层横板的厚度为1mm～10mm，外侧竖板的厚度为1mm～10mm；前板玻璃与钙钛矿电池板的间距保持在1mm～10mm之间；外侧竖板的高度为bipv组件的整体厚度。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，夹层中间增设有支撑结构。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，前板玻璃需具备透过率≥85％，厚度为1.5mm～3mm。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿电池bipv组件的封装工艺，其特征在于，前板玻璃采用建筑low-e玻璃、防辐射玻璃、浮法高透玻璃、钢化或半钢化玻璃中的任意一种，密封胶采用聚硫胶、硅酮结构胶、丁基密封胶中的任意一种。

技术总结本发明涉及太阳能电池制造技术领域，公开了一种钙钛矿电池BIPV组件的封装工艺,通过采用特定的手法将钙钛矿电池封装在半真空环境+惰性气体的密闭环境下，使其有效的与外界环境隔离，通过密闭空间隔离，有效的降低了温度、湿度以及外界其他环境因素对钙钛矿电池的影响，阻隔外界空气防止氧化，可增加电池发电效率及延长电池寿命。而且由于减少了电池正面胶膜的遮挡，从而提高了可见光透过率，提高了电池转换效率。本发明方法适用于所有BIPV太阳能电池组件封装工艺。技术研发人员：巩利民,巩闻博,谷雨,李伟玲受保护的技术使用者：江苏元腾丰晟智能制造科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17