一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件制造技术

本发明专利技术公开了一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，包括依次叠加设置的导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、电极层、均温层、边封层、封装玻璃，其特征在于，所述均温层应用具有高导热系数材料，可有效缓解热斑效应，设置于电极上方；封装胶通过层压技术设置于钙钛矿太阳能电池的四周，称为边封层；封装玻璃通过封装胶粘贴设置于组件最上方，并与碳电极和边封层形成空腔以容纳均温层材料。本发明专利技术通过在钙钛矿太阳能电池组件中引入具有高导热系数的均温材料，可有效缓解热斑效应导致的局部温度过高的情况，使组件表面温度趋于均匀，降低热斑效应对组件产生的不利影响。降低热斑效应对组件产生的不利影响。降低热斑效应对组件产生的不利影响。

【技术实现步骤摘要】
一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件


[0001]本专利技术涉及新型太阳能电池
，特别是一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池中的热斑效应问题是目前光伏行业和大众对于钙钛矿太阳能电池行业迅速发展的主要忧虑之一。热斑效应是指在光伏组件运行过程中，由于光伏材料自身缺陷或电池片局部遮挡导致的组件局部温度过高的现象，局部温度过高的实质是电池的发电功率在热斑区域部分转化为热量造成的。热斑效应会导致电池的功率消耗，使得组件电流下降、发电量下降，严重时将导致局部热量积累过高，对光伏材料、封装材料等产生破坏，导致电池的不可逆损坏。晶硅太阳电池行业中已有许多应用较为广泛的热斑效应缓解方案，如使用旁路二极管、阻塞二极管与最大功率点追踪法等，以最大程度地降低热斑效应对于输出功率的影响。但上述方法为均为热斑效应产生后，从光伏阵列层面减小其对组件输出性能的影响，无法降低热斑区域温度，并不能从本质上缓解热斑效应的危害，且并不能完全适配钙钛矿太阳电池。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0005]一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，包括依次叠加设置的导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、电极层、均温层、边封层、封装玻璃，其特征在于，所述均温层使用具有较高导热系数的传热材料，可有效降低热斑温度、缓解热斑效应；封装胶通过层压技术设置于在所述钙钛矿太阳能电池的四周，称为边封层；所述封装玻璃通过粘贴所述边封层设置在所述电极层的上方，并与所述电极和所述边封层形成空腔，以容纳所述均温层。
[0006]可选地，所述均温层所使用材料为石墨烯传热片、石墨烯导热浆料等具有高导热系数的材料。
[0007]可选地，所述封装玻璃为钠钙封装玻璃、超白封装玻璃、钢化封装玻璃中的一种。
[0008]可选地，所述边封层为聚异丁烯边封层，且所述边封层的厚度为3mm。
[0009]本专利技术的有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：本专利技术通过将具有高导热系数的传热材料引入钙钛矿太阳电池组件结构中，形成所述均温层。基于导热材料极强的平面传热能力，均温层的引入，可在热斑效应产生时，将热量由热斑中心（温度最高处）向四周迅速传导扩散，避免局部温度积累过高对组件的寿命与安全性造成损害。除此之外，本方案是从组件结构本身入手，从电池内部降低热斑区域的
最高温度，对发生热斑效应的电池片工作性能影响较小，相比传统热斑效应解决方案，更有利于电站的发电量与经济效益。
附图说明
[0010]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术中有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳电池组件结构；图2为本专利技术实施例2中未使用均温层的钙钛矿太阳电池组件结构；附图标记：1
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导电玻璃、2
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电子传输层、3
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钙钛矿吸光层、4
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电极层 、5
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均温层、6
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封装玻璃、7
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边封层、8
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空腔。
具体实施方式
[0011]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]实施例1结合图1所示，本实施例所述一种有效缓解钙钛矿太阳能电池热斑效应的组件设计方法中，钙钛矿太阳能电池组件包括依次叠加设置的导电玻璃1、电子传输层2、钙钛矿吸光层3、电极层4、均温层5、封装玻璃6、边封层7。其中，均温层5使用具有较高导热系数的石墨烯传热材料，可有效降低热斑温度、缓解热斑效应；边封层7为聚异丁烯（PIB）边封层，其通过层压方法层压在钙钛矿太阳能电池的四周，可对组件四周进行封装；封装玻璃6为钠钙封装玻璃，其通过粘贴边封层设置在均温层上方，对钙钛矿太阳电池组件起保护作用。
[0013]本实施例中，钙钛矿太阳电池组件大小设置为10cm
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10cm，所用钙钛矿材料体系为CsPbBr3钙钛矿。
[0014]在本实施例中，石墨烯传热材料起到了均温作用。当热斑效应产生时，可将热斑中心产热迅速向平面内温度较低处扩散，防止局部温度积累过高导致发电性能受到影响或组件结构受到损坏。
[0015]采用本实施例的一种有效缓解钙钛矿太阳能电池热斑效应的组件设计方法时，即基于高导热系数材料，引入均温层以缓解热斑效应的组件结构设置方法包括以下步骤：1）取制备好正负极的钙钛矿太阳能电池器件，在正极（C电极）上粘贴一层石墨烯散热片，散热片大小不可超过单节电池的正极材料区域面积，避免造成短路。
[0016]2）制备边封层，具体步骤为：在得到的钙钛矿太阳能电池有钙钛矿薄膜侧的四周边缘处粘贴上厚度为3mm、宽度为5mm的黑色PIB封装胶，即边封层，然后，将钠钙封装玻璃粘贴在PIB边封层上，得到初步封装电池；3）层压封装，具体步骤为：将初步封装电池放置于层压机中，在温度150℃、压强差为10kPa的条件下加热加压处理5min，得到封装好的有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件。
[0017]使用红外温度检测技术，对本实施例制备好的钙钛矿太阳能电池组件进行热斑最高温度检测。
[0018]其中，热斑区域最高温度检测通过以下方法进行：于室内暗环境中，对10cm
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10cm钙钛矿太阳电池组件施加30V反向偏压，并使用杭州海康威视数字技术股份有限公司生产的DS
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2TP21B
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6AVF/W型手持式红外测温仪，在距离组件表面50cm处拍摄红外照片以测量组件表面温度情况。
[0019]红外图像结果显示，本实施例条件下，钙钛矿太阳电池组件热斑区域最高温度为81.0℃。
[0020]实施例2结合图2所示，本实施例所述钙钛矿太阳能电池热斑效应的组件设计方法中，包括依次叠加设置的导电玻璃1、电子传输层2、钙钛矿吸光层3、电极层4、封装玻璃6、边封层7。与实施例1不同之处在于，本实施例未使用均温层。组件其他部分设置与实施例1相同。
[0021]本实施例中，钙钛矿太阳电池组件大小设置为10cm
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10cm，所用钙钛矿材料体系为CsPbBr3钙钛矿。
[0022]采用本实施例的组件结构设置方法包括以下步骤：1）取制备好正负极的钙钛矿太阳能电池器件，制备边封层，具体步骤为：在得到的钙钛矿太阳能电池有钙钛矿薄膜侧的四周边缘处粘贴上厚度为3mm、宽度为5mm的黑色PIB封装胶，即边封层，然后，将钠钙封装玻璃粘贴在PIB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，包括导电玻璃（1）、电子传输层（2）、钙钛矿吸光层（3）、电极层（4）、均温层（5）、边封层（6）、封装玻璃（7），所述均温层应用具有高导热系数材料，可有效缓解热斑效应，设置于电极上方；封装胶通过层压技术设置于钙钛矿太阳能电池的四周，称为边封层；封装玻璃通过封装胶粘贴设置于组件最上方，并与碳电极和边封层形成空腔（8）以容纳均温层材料。2.根据权利要求1所述有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述均温层（5）可使用石墨烯、硅脂等高导热系数材料。3.根据权利要求1所述有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述封装玻璃（7）为钠钙封装玻璃、超白封装玻璃、钢化封装玻璃中的一种。4.根据权利要求1所述有效缓解热斑效应的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述边封层（6）可使用聚异丁烯、EVA封装胶。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜康，万京伟，项天星，彭勇，
申请(专利权)人：中山市武汉理工大学先进工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：