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氧气检测片剂及制备方法和钙钛矿太阳能电池封装结构


技术摘要:
本发明涉及一种氧气检测片剂是一种包含有量子点粉末、二甲基亚砜、聚乙烯醇、壳聚糖和乙酸成分的膜片状产物,其中,量子点粉末包括MAPbX3、FAPbX3、CsPbX3、CsSnX3、MA3Bi2X9、Cs3Sb2X9、Cs3Bi2X9和Cs2AgSbX6、CdS、CdSe、Ag2Se、CdTe、CdSeTe、ZnS中任意一种化合物粉  全部
背景技术:
隔绝氧气是钙钛矿太阳能电池封装技术中难以解决的问题,一旦在封装结构中有 残余氧气,在太阳光紫外线照射下会变成臭氧,钙钛矿太阳能电池各功能层会和臭氧反应, 导致各功能层的性质发生变化。为了降低封装后钙钛矿组件中的氧气含量,解决方法是在 钙钛矿太阳能电池中封入一些抗氧化剂或吸气剂,但其吸收氧气的含量有限。例如用于食 品包装中的铁类抗氧化剂(二价铁离子被氧化为三价铁离子),仅能降低氧气含量不到 0.01%。 在开发钙钛矿氧气阻隔封装材料的过程中,对于不同封装材料氧气阻隔性能的判 断相对比较困难,监测时间较长,准确度较差,如果根据电池的能量转化效率来判断,通常 由于钙钛矿电池中各功能层的稳定性不同,得到不准确的判定结果。在这种情况下,很难通 过电池性能的降低来判断封装材料阻隔氧气性能的好坏。因此,寻找一种有效的检测封装 材料阻隔性能的方法,在短时间内判断不同封装材料阻氧性能的好坏是一项待解决的难 题。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种方便使用的氧气检测片剂及制备方法 和钙钛矿太阳能电池封装结构,通过检测氧气检测片剂内含有的对氧气敏感的钙钛矿量子 点材料的发光强度的变化,来判断使用该氧气检测片剂的钙钛矿太阳能电池封装结构中封 装材料隔氧性能的好坏,对封装后的光伏组件阻氧性能进行准确评价。 本发明是这样实现的,提供一种氧气检测片剂,是一种包含有量子点粉末、二甲基 亚砜、聚乙烯醇、壳聚糖和乙酸成分的膜片状产物,其中,量子点粉末包括MAPbX3、FAPbX3、 CsPbX3、CsSnX3、MA3Bi2X9、Cs3Sb2X9、Cs3Bi2X9和Cs2AgSbX6、CdS、CdSe、Ag2Se、CdTe、CdSeTe、ZnS 中任意一种化合物粉末,其中,X为Cl-、Br-或I-中任意一种,壳聚糖的分子量为6x105,其脱 乙酰度为92%。 壳聚糖是甲壳质的衍生物,属于阳离子聚合物类,其可以被降解为人体的生物酶, 在生物医药方面有很多应用。壳聚糖本身的机械性能不好,因此需要与其他材料复合后提 高其机械性能。将钙钛矿量子点粉末荧光发光材料与壳聚糖和聚乙烯醇混合,壳聚糖和聚 乙烯醇复合后具有较好的机械性能、较低的水汽透过率以及适合的溶胀率,可将钙钛矿量 子点严密包裹,防止其在空气中放置很快变质,制备的氧气检测片剂具有稳定性好,方便使 用等特点。 本发明是这样实现的,还提供一种如前所述的氧气检测片剂的制备方法,包括以 下步骤:将量子点粉末溶于二甲基亚砜中配成溶液A,将聚乙烯醇溶于另一组二甲基亚砜中 4 CN 111554816 A 说 明 书 2/6 页 配成溶液B,将壳聚糖溶于乙酸中配成溶液C,将制备的溶液A、溶液B、溶液C三种溶液以摩尔 比1:10:10混合并充分搅拌后,将混合溶液依次经过冻融处理和压片处理后得到的膜片状 产物。 进一步地,所述冻融处理的方法是将混合溶液在-20℃下冷冻24h,再升温至25℃, 重复此冷冻和升温过程10次~20次得到冻融产物。 冻融处理方法具有温和性,重复性良好等特点,可量产化地制备稳定的量子点氧 气检测片剂。 进一步地,所述压片处理的方法是将冻融处理后得到的冻融产物在压力60MPa、温 度60℃下,下压5min~15min。 本发明是这样实现的,还提供一种钙钛矿太阳能电池封装结构,在钙钛矿太阳能 电池中使用了如前所述的氧气检测片剂。 本发明是这样实现的,还提供一种钙钛矿太阳能电池封装结构,在钙钛矿太阳能 电池中使用了如前所述的氧气检测片剂的制备方法制备出来的氧气检测片剂。 进一步地,钙钛矿太阳能电池封装结构包括上下叠加的上封装玻璃和下封装玻 璃,在上封装玻璃和下封装玻璃之间放置丁基胶、上EVA胶膜、下EVA胶膜以及钙钛矿器件, 丁基胶放置在上封装玻璃和下封装玻璃的四周边,在其中部的空白区域内放置上EVA胶膜 和下EVA胶膜,钙钛矿器件和氧气检测片剂分别放置在上EVA胶膜和下EVA胶膜之间,钙钛矿 器件位于上EVA胶膜和下EVA胶膜的中部,氧气检测片剂放置在钙钛矿器件旁边。 进一步地,钙钛矿太阳能电池封装结构包括上下叠加的上封装玻璃和下封装玻 璃,在上封装玻璃和下封装玻璃的侧部涂敷环氧树脂,钙钛矿器件和氧气检测片剂分别放 置在上封装玻璃和下封装玻璃之间,钙钛矿器件位于上封装玻璃和下封装玻璃中部,氧气 检测片剂位于钙钛矿器件旁边。 本发明是这样实现的,还提供一种如前所述的钙钛矿太阳能电池封装结构的制备 方法,包括如下步骤: 步骤一、在平铺的下封装玻璃上面贴敷一层丁基胶,丁基胶位于下封装玻璃的四周边, 其中部设有空白区域; 步骤二、在丁基胶的中部空白区域内放置下EVA胶膜,在下EVA胶膜的中部放置钙钛矿 器件,氧气检测片剂放置在钙钛矿器件旁边的下EVA胶膜上; 步骤三、在下EVA胶膜上加盖上EVA胶膜,在步骤一的丁基胶上也加盖另一层同样的丁 基胶,再加盖上封装玻璃,完成敷设; 步骤四、将敷设好的组件放入层压机中进行层压,即得到钙钛矿太阳能电池。 本发明是这样实现的,还提供一种如前所述的钙钛矿太阳能电池封装结构的制备 方法,包括如下步骤: 步骤1、将钙钛矿器件放置在下封装玻璃上面,在钙钛矿器件的旁边放置氧气检测片 剂; 步骤2、在下封装玻璃上加盖上封装玻璃,在上封装玻璃和下封装玻璃的侧部涂敷环氧 树脂,即得到钙钛矿太阳能电池。 与现有技术相比,本发明的氧气检测片剂及制备方法和钙钛矿太阳能电池封装结 构,氧气检测片剂具有稳定性好,使用方便等特点,将其应用在钙钛矿太阳能电池的封装结 5 CN 111554816 A 说 明 书 3/6 页 构中后,通过检测氧气检测片剂内含有的对氧气敏感的钙钛矿量子点材料的发光强度的变 化,来判断使用该氧气检测片剂的钙钛矿太阳能电池封装结构中封装材料隔氧性能的好 坏,对封装后的光伏组件阻氧性能进行准确评价。 附图说明 图1为本发明的钙钛矿太阳能电池封装结构实施例1的平面示意图; 图2为图1的剖面示意图; 图3为本发明的钙钛矿太阳能电池封装结构实施例2的平面示意图; 图4为图3的剖面示意图; 图5为本发明的实施例5中方案二的钙钛矿太阳能电池封装结构平面示意图; 图6为图5的剖面示意图; 图7为本发明的实施例5中老化试验的对比示意图; 图8为本发明的实施例6中老化试验的对比示意图。
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