本发明属于光伏,涉及一种大尺寸钙钛矿组件及其制备方法和应用。
背景技术:
1、目前,传统的晶硅组件效率在23~25%,小尺寸钙钛矿电池组件(10cm2)的效率已可达到26%,而大尺寸的钙钛矿组件的效率只在15~18%,这大大限制了钙钛矿组件的实际应用。
2、因此,亟需设计一种大尺寸钙钛矿组件,使其尺寸与传统晶硅组件较为一致的同时,获得不低于传统晶硅组件的效率。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种大尺寸钙钛矿组件及其制备方法和应用。本发明将多个子电池片组成的钙钛矿电池串沿列向排列,构建电池矩阵,同时限定相邻子电池片之间的间距≤3mm,此设计可以调节钙钛矿组件的尺寸与传统晶硅组件的尺寸保持一致,且组件的效率大幅度提升,不低于传统晶硅组件,且随着子电池片的效率突破,大尺寸钙钛矿组件的效率也会持续提升,应用前景广阔。
2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种大尺寸钙钛矿组件,所述大尺寸钙钛矿组件包括层叠设置的背玻璃、背胶膜层、多个钙钛矿电池串、前胶膜层和前玻璃;
4、所述钙钛矿电池串包括沿排向排布的多个子电池片,且所述多个子电池片通过导电介质串联连接;相邻所述子电池片之间的间距≤3mm;
5、多个所述钙钛矿电池串沿列向排列成矩阵状,通过正极引流条和负极引流条将多个所述钙钛矿电池串进行并联连接;
6、所述背胶膜层、多个钙钛矿电池串和前胶膜层的四周密封。
7、优选地,所述导电介质包括正极汇流条和负极汇流条,所述正极汇流条和负极汇流条相对设置在所述钙钛矿电池串的两侧;通过所述正极汇流条串联连接多个子电池片的正极,通过所述负极汇流条串联连接多个子电池片的负极;
8、优选地,所述正极引流条并联连接多个所述正极汇流条,所述负极引流条并联连接多个所述负极汇流条。
9、优选地,所述钙钛矿电池串中,子电池片的个数至少为2个,例如可以是2个、4个、6个、8个或10个等。但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
10、优选地,所述正极引流条的材质为镀锡铜带,负极引流条的材质为镀锡铜带。
11、优选地,所述正极引流条和负极引流条的宽度独立地为2-10mm,例如可以是2mm、4mm、6mm、8mm或10mm等,厚度独立地为0.02-0.2mm,例如可以是0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm或0.2mm等。但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地,所述正极汇流条的材质为导电胶带;所述负极汇流条的材质为导电胶带。
13、优选地,相邻所述子电池片之间的间距为0.05-1mm,例如可以是0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm或0.9mm等,优选为0.1-0.5mm。但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地,所述前胶膜层和背胶膜层的材质独立地为poe、pvb或eva中的任意一种或至少两种的组合。
15、优选地,所述前胶膜层和背胶膜层的厚度独立地为0.2-3mm,例如可以是0.2mm、0.5mm、1mm、2mm或3mm等。但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地,对所述背胶膜层、多个钙钛矿电池串和前胶膜层进行四周密封所用的密封胶包括丁基胶。
17、第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的大尺寸钙钛矿组件的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
18、(1)将多个子电池片沿排向排布在背玻璃上的背胶膜层表面上,随后通过导电介质将多个子电池片串联连接,形成一个钙钛矿电池串;
19、(2)将多个所述钙钛矿电池串沿列向排列成矩阵状,并通过正极引流条和负极引流条将多个所述钙钛矿电池串进行并联连接;
20、(3)在多个所述钙钛矿电池串构成的电池层表面依次铺设前胶膜层和前玻璃,然后进行封装,得到所述大尺寸钙钛矿组件。
21、优选地,所述多个子电池片沿排向排布的具体操作方法包括:
22、将多个子电池片依次装填到工装装置的各个凹槽中,完成排布。
23、优选地,所述工装装置包括槽体,所述槽体的内腔通过槽板分为若干个凹槽,所述若干个凹槽成矩阵排列,用于放置所述子电池片。
24、优选地,所述槽板由平直段和渐变段组成,所述平直段与所述槽体的内腔底部相接,所述渐变段的宽度沿着远离所述平直段的方向逐渐减小。
25、优选地,所述凹槽的内侧边缘和底部均刻画有纵横交错的槽道。
26、优选地,所述凹槽的槽深小于所述子电池片的厚度。
27、优选地,步骤(2)所述多个钙钛矿电池串沿列向排列的方式包括以下步骤:
28、将多个钙钛矿电池串沿列向装填到工装装置的凹槽中,实现列向排列。
29、优选地,所述制备方法包括以下步骤:
30、(ⅰ)通过工装装置排布子电池片,并通过导电胶带将多个沿横向排布的子电池片串联连接形成钙钛矿电池串;同时,通过工装装置将多个钙钛矿电池串沿列向排列,并利用正极引流条和负极引流条将多个所述钙钛矿电池串进行并联连接,形成矩阵状的电池层;
31、(ⅱ)所述电池层的正负极连接完毕后,在电池层的表面铺设具有背胶膜层结的背玻璃,且所述背胶膜层贴合所述电池层,然后将工装装置整体翻转,取下工装装置,随后在所述电池层远离背玻璃的一侧表面上依次铺设前胶膜层和前玻璃,封装,得到所述大尺寸钙钛矿组件。
32、第三方面,本发明提供一种如第一方面所述的大尺寸钙钛矿组件在光伏领域中的应用。
33、本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
34、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
35、本发明将多个子电池片组成的钙钛矿电池串沿列向排列,构建电池矩阵,同时限定相邻子电池片之间的间距≤3mm,此设计可以调节钙钛矿组件的尺寸与传统晶硅组件的尺寸保持一致,且组件的效率大幅度提升,不低于传统晶硅组件,且随着子电池片的效率突破,大尺寸钙钛矿组件的效率也会持续提升,应用前景广阔。
1.一种大尺寸钙钛矿组件,其特征在于,所述大尺寸钙钛矿组件包括层叠设置的背玻璃、背胶膜层、多个钙钛矿电池串、前胶膜层和前玻璃;
2.根据权利要求1所述的大尺寸钙钛矿组件,其特征在于,所述导电介质包括正极汇流条和负极汇流条,所述正极汇流条和负极汇流条相对设置在所述钙钛矿电池串的两侧;
3.根据权利要求2所述的大尺寸钙钛矿组件,其特征在于,所述钙钛矿电池串中,子电池片的个数至少为2个;
4.根据权利要求1-3任一项所述的大尺寸钙钛矿组件,其特征在于,相邻所述子电池片之间的间距为0.05-1mm,优选为0.1-0.5mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的大尺寸钙钛矿组件,其特征在于,所述前胶膜层和背胶膜层的材质独立地为poe、pvb或eva中的任意一种或至少两种的组合;
6.一种如权利要求1-5任一项所述的大尺寸钙钛矿组件的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述多个子电池片沿排向排布的具体操作方法包括:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述槽板由平直段和渐变段组成,所述平直段与所述槽体的内腔底部相接,所述渐变段的宽度沿着远离所述平直段的方向逐渐减小;
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
10.一种如权利要求1-5任一项所述的大尺寸钙钛矿组件在光伏领域中的应用。