CN220986085U - 一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效钙钛矿‑晶硅叠层电池组件，包括由上而下依次层叠设置的正面玻璃、钙钛矿电池层、转光封装层、晶硅电池层、封装层以及背面玻璃；所述的钙钛矿电池层包括：依次层叠设置的前电极、钙钛矿电池和背电极；背电极上设置有金属栅线层，金属栅线层包括主栅线和副栅线；所述的前电极与所述正面玻璃接触；钙钛矿电池由若干钙钛矿子电池通过所述主栅线串联形成；所述的晶硅电池层由若干晶硅电池片串联形成；所述主栅线的正投影对应于相邻两片所述晶硅电池片的间隙位置；所述副栅线的正投影与所述晶硅电池片中的副栅线重合。通过设置金属栅线层，提高了电极的电荷提取率，降低了电子、空穴的复合，提高了电池组件的光电转换效率。

Description

一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件

技术领域

本实用新型涉及光伏组件技术领域，具体涉及一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件。

背景技术

在现有的钙钛矿/晶硅叠层电池组件中，钙钛矿电池与晶硅电池为层叠设置，且钙钛矿电池与晶硅电池的电路相互独立，透过钙钛矿电池的部分太阳光能够被晶硅电池吸收。然而，现有的钙钛矿/晶硅叠层电池组件，其为了不影响透过钙钛矿电池的部分太阳光线，钙钛矿背电极通常都使用透明的导电薄膜电极，但这种透明的导电薄膜电极的导电性能相对金属电极较差。非金属对电极的电荷的提取率低，增加电子、空穴的复合，从而进一步降低了上层钙钛矿电池效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有钙钛矿/晶硅叠层电池组件存在的光电转换效率不高的问题，而设计了一种新型的高效率钙钛矿-晶硅叠层电池组件。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，包括由上而下依次层叠设置的正面玻璃、钙钛矿电池层、转光封装层、晶硅电池层、封装层以及背面玻璃；

所述的钙钛矿电池层包括：依次层叠设置的前电极、钙钛矿电池和背电极；所述的背电极上设置有金属栅线层；所述的金属栅线层包括主栅线和副栅线；

所述的前电极与所述正面玻璃接触；所述的钙钛矿电池由若干钙钛矿子电池通过所述主栅线串联形成；

所述的晶硅电池层由若干晶硅电池片串联形成；所述主栅线的正投影对应于相邻两片所述晶硅电池片的间隙位置；所述副栅线的正投影与所述晶硅电池片中的副栅线重合。

本实用新型通过将钙钛矿电池层中包括的金属栅线层对应设置于晶硅电池的栅线和间隙投影处，减少了前电池(钙钛矿电池)对后电池(晶硅电池)的遮挡。

本实用新型通过在钙钛矿电池的背面设置金属栅线层，该金属栅线层包括主栅线和副栅线，所述主栅线的一端搭至相邻钙钛矿子电池的前电极上，使得若干钙钛矿子电池串联形成钙钛矿子电。

在本实用新型的结构设计中主栅线在所述晶硅电池表面的正投影位于所述晶硅电池层的片串间隙，副栅线在所述晶硅电池表面的正投影位于其副栅区域内。本实用新型的此设计能够避免金属栅线层对下层晶硅电池的光线遮挡，避免由于金属栅线层的遮挡而导致的晶硅电池的热斑效应，减缓晶硅电池的衰减速度。

进一步的，一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件：所述的前电极为ITO薄膜电极。

更进一步的，一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件：所述的前电极上设置有若干间隔槽，所述的间隔槽用于将所述前电极分割成若干段；若干所述的钙钛矿子电池设置于分段式的前电极上，所述主栅线的一端连接于所述钙钛矿子电池的背电极上，另一端与相邻的钙钛矿子电池的前电极连接，从而串联形成所述钙钛矿电池。

进一步的，一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件：所述主栅线的宽度设置为0.1～2.0mm；所述副栅线的宽度设置为0.01～0.8mm。

进一步的，一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件：所述的转光封装层中掺杂有上转换材料和/或下转换材料。

进一步的，一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件：所述的金属栅线层选用金或银材质。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型通过在背电极层上设置金属栅线层，提高了电极的电荷提取率，降低了电子、空穴的复合，从而进一步提高了电池组件的光电转换效率。同时，优化的结构设计避免了因金属栅线层的遮挡而导致的下层晶硅电池的热斑效应，从而减缓了由于热斑效应导致的晶硅电池的衰减速度，提高了钙钛矿-晶硅叠层电池组件的光电性能的稳定性，提高了光电转换效率。

(2)本实用新型通过在钙钛矿电池层和晶硅电池层之间的封装胶膜内添加转换材料(转光封装层)，其转换材料为上转换材料和/或下转换材料，转光材料将照射至晶硅电池的太阳光的能量转换至晶硅电池的光谱高吸收区，从而进一步提高了钙钛矿-晶硅叠层电池组件的光电转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例1提供的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件的层状示意图；

图2为正面玻璃、前电极以及钙钛矿电池的连接示意图；

图3为金属栅线层的结构示意图。

图中标记：1正面玻璃、2钙钛矿电池层、3转光封装层、4晶硅电池层、5封装层、6背面玻璃、2-1前电极、2-2钙钛矿电池、2-3背电极、2-4金属栅线层、4-1晶硅电池片、2-1-1间隔槽、2-2-1钙钛矿子电池、2-4-1主栅线、2-4-2副栅线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

如图1～3所示，提供一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，包括由上而下依次层叠设置的正面玻璃1、钙钛矿电池层2、转光封装层3、晶硅电池层4、封装层5以及背面玻璃6；

其中：所述的钙钛矿电池层2包括：依次层叠设置的前电极(ITO薄膜电极)2-1、钙钛矿电池2-2和背电极2-3；所述的背电极2-3上设置有金属栅线层2-4；所述的金属栅线层2-4包括：若干宽度为0.1～2.0mm的主栅线2-4-1和若干宽度为0.01～0.8mm的副栅线2-4-2；所述的主栅线2-4-1和副栅线2-4-2可以选用金或银材质；

所述的前电极2-1与所述正面玻璃1接触，所述的钙钛矿电池2-2由若干钙钛矿子电池2-2-1通过所述主栅线2-4-1串联形成；

具体的，所述的前电极2-1上还设置有若干间隔槽2-1-1，所述的间隔槽2-1-1用于将所述前电极2-1分割成若干段；若干所述的钙钛矿子电池2-2-1设置于分段式的前电极2-1上，所述主栅线2-4-1的一端连接于所述钙钛矿子电池2-2-1的背电极2-3上，另一端与相邻的钙钛矿子电池2-2-1的前电极2-1连接，从而将若干钙钛矿子电池2-2-1串联形成所述钙钛矿电池2-2；

所述的晶硅电池层4由两块晶硅电池片4-1串联形成；所述主栅线2-4-1的正投影对应于相邻两片所述晶硅电池片4-1的间隙位置；所述副栅线2-4-2的正投影与所述晶硅电池片4-1中的副栅线重合，通过将钙钛矿电池层中包括的金属栅线层对应设置于晶硅电池的栅线和间隙投影处，减少了钙钛矿电池对晶硅电池的遮挡，有利于组件效率的提升。

具体的，上述实施例1提供的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，从上至下设置依次为正面玻璃1、钙钛矿电池层2、转光封装层3、晶硅电池层4、封装层5和背面玻璃6；所述钙钛矿电池层2的背电极上设置金属栅线层2-4，其包括主栅线2-4-1和副栅线2-4-2；所述主栅线2-4-1的一端连接于钙钛矿子电池2-2-1的背电极2-3上，另一端搭接至相邻子钙钛矿子电池2-2-1的前电极2-1上，形成串联的钙钛矿电池2-2；所述主栅线2-4-1的正投影位于相邻两片晶硅电池片4-1的间隙位置处；本实用新型在前电极2-1上设置的间隔槽2-1-1可以将前电极2-1分割为若干段，通过这多段的前电极2-1和主栅线2-4-1将多个钙钛矿子电池2-2-1串联连接形成钙钛矿电池2-2，提高了电极的空穴提取率，降低了电子、空穴的复合，从而提高了本实用新型钙钛矿-晶硅叠层电池组件的光电转换效率。

本实用新型中钙钛矿电池层与晶硅电池层之间通过转光封装层连接，转换材料能够将照射至晶硅电池太阳光中的光子的能量转换至晶硅电池的光谱高吸收区中，提高了钙钛矿-晶硅叠层电池组件的光电转换效率。所述钙钛矿电池层与晶硅电池层前电极连接独立出线，可各自进行最优效率优化，形成两个电流回路，进一步提升整个叠层组件光电转换效率。

上述实施例1中提供的高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其包括层叠设置的钙钛矿电池层2和晶硅电池层4；钙钛矿电池层2朝向晶硅电池层4的一侧表面具有主栅线2-4-1和副栅连接2-4-2，主栅线2-4-1正投影位于下层晶硅电池片4-1的间隙处，辐栅线2-4-2的正投影位于下层晶硅电池片4-1中的栅线重合，这样可以避免金属栅线层2-4对晶硅电池层4的遮挡，继而避免因遮挡导致的晶硅电池的热斑效应，从而减缓了由于热斑效应导致的晶硅电池的衰减速度，提高了钙钛矿-晶硅叠层电池组件的光电性能的稳定性以及提升了该组件的光电转换效率。

上述为本实用新型的较佳实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。凡由本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，包括由上而下依次层叠设置的正面玻璃(1)、钙钛矿电池层(2)、转光封装层(3)、晶硅电池层(4)、封装层(5)以及背面玻璃(6)；

所述的钙钛矿电池层(2)包括：依次层叠设置的前电极(2-1)、钙钛矿电池(2-2)和背电极(2-3)；所述的背电极(2-3)上设置有金属栅线层(2-4)；所述的金属栅线层(2-4)包括主栅线(2-4-1)和副栅线(2-4-2)；

所述的前电极(2-1)与所述正面玻璃(1)接触；所述的钙钛矿电池(2-2)由若干钙钛矿子电池(2-2-1)通过所述主栅线(2-4-1)串联形成；

所述的晶硅电池层(4)由若干晶硅电池片(4-1)串联形成；所述主栅线(2-4-1)的正投影对应于相邻两片所述晶硅电池片(4-1)的间隙位置；所述副栅线(2-4-2)的正投影与所述晶硅电池片(4-1)中的副栅线重合。

2.根据权利要求1所述的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，所述的前电极(2-1)为ITO薄膜电极。

3.根据权利要求2所述的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，所述的前电极(2-1)上设置有若干间隔槽(2-1-1)，所述的间隔槽(2-1-1)用于将所述前电极(2-1)分割成若干段；

若干所述的钙钛矿子电池(2-2-1)设置于分段式的前电极(2-1)上，所述主栅线(2-4-1)的一端连接于所述钙钛矿子电池(2-2-1)的背电极上，另一端与相邻的钙钛矿子电池(2-2-1)的前电极(2-1)连接，从而串联形成所述钙钛矿电池(2-2)。

4.根据权利要求1所述的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，所述主栅线(2-4-1)的宽度设置为0.1～2.0mm；所述副栅线的宽度设置为0.01～0.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种高效钙钛矿-晶硅叠层电池组件，其特征在于，所述的金属栅线层(2-4)选用金或银材质。