【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳电池封装领域，具体而言，涉及一种调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构。
技术介绍
1、太阳电池是一种能够将太阳光转化为电能的设备，也称为光伏电池；利用光电效应使电子流动，从而将光能转化为电能。太阳电池通常由半导体材料制成，当光照射到太阳电池表面时，半导体吸收光子；在光子的作用下，半导体中的电子跃迁到激发态，形成电子-空穴对；在半导体中，激发的电子和产生的空穴会沿着电场方向移动，使得电子和空穴分离，移动的电子和空穴形成电流，两者被导体连接起来，形成电路。电子空穴对的产生、电子和空穴的迁移是太阳电池能量转化的关键。
2、半导体材料为钙钛矿材料的太阳电池称为钙钛矿太阳电池。钙钛矿太阳电池包括钙钛矿光吸收层、电子传输层、空穴传输层、电极；其中，由于在高温下容易分解和产生晶格形变，温度较高时，钙钛矿材料的稳定较差，这使得钙钛矿太阳电池的稳定性极差，不能正常工作。名称为“一种钙钛矿太阳能电池封装结构、封装方法及电池组件”，申请公布号为“cn 115084386a”的专利技术专利申请中公开了一种设置有压力组件的封装结构，压力组件设置于壳体与钙钛矿太阳电池之间，产生的弹力作用于钙钛矿太阳电池上，增加钙钛矿太阳电池的应力，从而抑制高温下钙钛矿材料的分解。然而，一方面，压力组件与钙钛矿太阳电池接触区域形成应力集中点，应力在钙钛矿太阳电池中分布不均匀，不均匀的应力分布会导致电荷传输路径的非均匀性，使得局部的电子、空穴传输受阻，从而引发局部性能下降，使得光电流强度较小；另一方面，在温度较低时，钙钛矿太阳电池受到的应力仍然较大，较大
3、综上所述，现有的钙钛矿太阳电池封装结构难以在确保稳定性的同时维持较高的光电转化效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构。对上述问题进行分析，钙钛矿太阳电池在较大应力下，一方面，应力导致钙钛矿晶格畸变、变形、扭曲，改变材料的电子结构和能带结构，从而影响载流子的有效质量和迁移率，使得电荷在材料中的移动速度减缓，影响电荷传输的效率；另一方面，应力导致局部区域的电子和空穴相遇的可能性增大，从而增加电荷复合的可能性，从而影响光电流的产生。钙钛矿太阳电池受力不均匀使得表面形成多个应力集中点，材料的能带结构改变不同，电荷在局部传输受阻，传输效率降低。也就是，现有结构中应力大小不可调，且压力作用不均匀，使得稳定性提升的同时，传输效率下降。本申请封装结构中通过设置多孔材料、气体施压使得应力大小可调，且作用力更均匀，这样一来，在稳定性提升的同时，传输效率仍然较高。解决了现有的钙钛矿太阳电池封装结构难以在确保稳定性的同时维持较高的光电转化效率的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本申请提供一种调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，该封装结构包括基底，基底的上侧面固定设置有透明外壳，透明外壳与基底之间形成封闭空间，基底靠近透明外壳一侧固定设置有多孔材料层，多孔材料层固定设置于封闭空间内，多孔材料层远离基底一侧固定设置有太阳电池，太阳电池的顶端与透明外壳不接触，封闭空间中充满惰性气体。
4、进一步地，多孔材料层的材料为分子筛或金属有机框架，多孔材料层与基底和太阳电池之间粘合固定连接。
5、更进一步地，太阳电池与透明外壳之间设置有热膨胀块，热膨胀块固定设置于透明外壳的内壁。
6、更进一步地，基底的材料为玻璃或陶瓷；基底的厚度为800μm-2mm。
7、更进一步地，太阳电池的正上方投影面积小于多孔材料层的正上方投影面积。
8、更进一步地，透明外壳包括顶壁和侧壁，透明外壳的材料为玻璃。
9、更进一步地，基底、透明外壳、多孔材料层、太阳电池的几何中心共线，且沿竖直方向。
10、更进一步地，基底与透明外壳之间均采用粘合固定连接，粘合剂为环氧树脂胶水。
11、更进一步地，太阳电池的电极由基底与透明外壳的连接处引出。
12、更进一步地，惰性气体为氮气或氩气。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
14、多孔材料层具有多孔结构，本申请利用多孔材料层吸收或释放气体，调控钙钛矿太阳电池受到的压强，从而避免温度升高时，钙钛矿太阳电池受热分解；也避免温度降低时，钙钛矿太阳电池在较大应力影响下光电流的减小。温度升高时，多孔材料层向封闭空间释放气体，使得封闭空间内的压强增大，从而钙钛矿太阳电池受到的压力增大，使得钙钛矿太阳电池不易分解，提升了温度较高时的钙钛矿太阳电池的稳定性。温度降低时，多孔材料层吸收气体，使得封闭空间内的压强减小，钙钛矿太阳电池中的电子和空穴能够快速迁移，且不易复合，提升光电流的强度。同时，气体充满封闭空间，气体的压强变化时，气体对钙钛矿太阳电池的压力作用是均匀的，这样在钙钛矿太阳电池中应力分布均匀，不存在局部电荷传输受阻，从而产生较大光电流。
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1.一种调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述封装结构包括基底，所述基底的上侧面固定设置有透明外壳，所述透明外壳与所述基底之间形成封闭空间，所述基底靠近所述透明外壳一侧固定设置有多孔材料层，所述多孔材料层固定设置于所述封闭空间内，所述多孔材料层远离所述基底一侧固定设置有太阳电池，所述太阳电池的顶端与所述透明外壳不接触，所述封闭空间中充满惰性气体。
2.根据权利要求1所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述多孔材料层的材料为分子筛或金属有机框架，所述多孔材料层与所述基底和所述太阳电池之间粘合固定连接。
3.根据权利要求2所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述太阳电池与所述透明外壳之间设置有热膨胀块，所述热膨胀块固定设置于所述透明外壳的内壁。
4.根据权利要求3所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述基底的材料为玻璃或陶瓷；所述基底的厚度为800μm-2mm。
5.根据权利要求4所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述太阳电池的正上方投影面积小于所述多孔材料层
6.根据权利要求1-5任一所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述透明外壳包括顶壁和侧壁，所述透明外壳的材料为玻璃。
7.根据权利要求6所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述基底、所述透明外壳、所述多孔材料层、所述太阳电池的几何中心共线，且沿竖直方向。
8.根据权利要求7所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述基底与所述透明外壳之间均采用粘合固定连接，粘合剂为环氧树脂胶水。
9.根据权利要求8所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述太阳电池的电极由所述基底与所述透明外壳的连接处引出。
10.根据权利要求9所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。
...【技术特征摘要】
1.一种调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述封装结构包括基底，所述基底的上侧面固定设置有透明外壳，所述透明外壳与所述基底之间形成封闭空间，所述基底靠近所述透明外壳一侧固定设置有多孔材料层，所述多孔材料层固定设置于所述封闭空间内，所述多孔材料层远离所述基底一侧固定设置有太阳电池，所述太阳电池的顶端与所述透明外壳不接触，所述封闭空间中充满惰性气体。
2.根据权利要求1所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述多孔材料层的材料为分子筛或金属有机框架，所述多孔材料层与所述基底和所述太阳电池之间粘合固定连接。
3.根据权利要求2所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述太阳电池与所述透明外壳之间设置有热膨胀块，所述热膨胀块固定设置于所述透明外壳的内壁。
4.根据权利要求3所述的调控气压的钙钛矿太阳电池封装结构，其特征在于，所述基底的材料为玻璃或陶瓷；所述基底的厚度为800μm-2mm。...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雯，杨培志，杨启明，袁岳，蒋胤，戚自婷，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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