本发明属于太阳能电池,具体涉及一种用于钙钛矿光电组件的紫外光屏蔽层及其制备方法和应用。
背景技术:
1、众所周知,钙钛矿型有机金属卤化物遇到紫外光会发生分解反应,反应方程式如下:
2、
3、由此可见,上述反应会严重影响钙钛矿光电组件的光电性能,因此钙钛矿光电组件在实际使用场景中需要紫外光防护。
4、然而,目前紫外光防护用于钙钛矿光电组件领域的报道较少,例如cn107154461a公开了一种基于紫外光屏蔽层的钙钛矿光伏电池,包括ito导电玻璃基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层和反射电极组成;所述的紫外光屏蔽层形成在ito导电玻璃基底之上;所述的紫外屏光蔽层由n个依次层叠的m-mtdata/f16cupc异质结所组成。该现有技术虽然可以在一定程度上起到紫外防护效果,但由于钙钛矿光电组件的制备过程本身对配方和工艺要求极高,因此该技术方案中紫外光屏蔽层的添加会带来诸多不确定性,影响组件的光电转化效率,且组件的制备工艺复杂化。另外紫外光吸收剂多为液体和固体,单独使用成膜性差,与组件迎光面粘接性一般,实用性差。
5、因此,如何对钙钛矿光电组件进行高效的紫外光防护,以显著增强组件的光电稳定性,是当下亟待研究的难点。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于钙钛矿光电组件的紫外光屏蔽层及其制备方法和应用。本发明通过将由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到的紫外光屏蔽层或紫外光屏蔽玻璃设置在钙钛矿光电组件的迎光面一侧,不仅可以起到显著的屏蔽紫外光的效果,防止钙钛矿发生分解反应,同时还能提高紫外光屏蔽层自身的户外使用寿命,可以在较长时间内保护钙钛矿光电组件,有效增强了钙钛矿光电组件的光电稳定性。综上,具有该紫外光屏蔽层的钙钛矿光电组件具有广阔的应用前景。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种用于钙钛矿光电组件的紫外光屏蔽层,所述紫外光屏蔽层设置在所述钙钛矿光电组件的迎光面一侧;
4、所述紫外光屏蔽层为紫外光屏蔽玻璃,或所述紫外光屏蔽层由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到。
5、作为本发明一种优选的技术方案,所述紫外光屏蔽玻璃的厚度≤5mm,优选为1-3.5mm。
6、作为本发明一种优选的技术方案,所述紫外光屏蔽玻璃的紫外线截止率为50-100%。
7、优选地,所述紫外光屏蔽玻璃中含有无机填料。
8、优选地,所述无机填料包括炭黑、金属氧化物或锌钡材料中的任意一种或至少两种的组合。
9、优选地,所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锗、氧化铈或氧化钕中的任意一种或至少两种的组合。
10、作为本发明一种优选的技术方案,所述由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到的紫外光屏蔽层的厚度≤1mm,优选为0.05-0.5mm。
11、作为本发明一种优选的技术方案,所述紫外光吸收剂包括水杨酸酯类紫外光吸收剂、苯酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、取代丙烯腈类紫外光吸收剂、三嗪类紫外光吸收剂或受阻胺类紫外光吸收剂中的任意一种或至少两种的组合。
12、优选地,所述紫外光吸收剂包括2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2ˊ-羟基-3ˊ,5ˊ-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的任意一种或至少两种的组合。
13、优选地,所述有机复合体系包括环氧树脂体系、聚氨酯体系、有机硅树脂体系或含氟树脂体系中的任意一种或至少两种的组合。
14、优选地,所述环氧树脂体系包括脂环族环氧树脂体系和/或脂肪族环氧树脂体系。
15、优选地,所述聚氨酯体系包括脂肪族聚氨酯树脂体系和/或脂环族聚氨酯树脂体系。
16、优选地,所述有机硅树脂体系为分子结构中含有si-c键的有机化合物。
17、优选地,所述含氟树脂体系为分子结构中含有c-f键和/或si-f键的有机化合物。
18、第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的紫外光屏蔽层的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
19、将紫外光吸收剂和有机复合体系混合,得到混合料,然后将所述混合料涂覆在钙钛矿光电组件的迎光面一侧,表干后得到所述紫外光屏蔽层;或者,
20、将紫外光屏蔽玻璃设置在钙钛矿光电组件的迎光面一侧,形成所述紫外光屏蔽层。
21、作为本发明一种优选的技术方案,所述混合料中,紫外光吸收剂的添加量为≤15wt%,优选为0.5-5wt%。
22、作为本发明一种优选的技术方案,所述表干的时间为1-12h。作为本发明一种优选的技术方案,所述紫外光屏蔽玻璃设置在钙钛矿光电组件的迎光面一侧的方式包括方式一或方式二,所述方式一为:以紫外光屏蔽玻璃作为钙钛矿光电组件迎光面的封装玻璃;
23、所述方式二为:在钙钛矿光电组件迎光面外加紫外光屏蔽玻璃。
24、第三方面,本发明提供一种钙钛矿光电组件,所述钙钛矿光电组件依次包括衬底玻璃、封装钙钛矿和盖板玻璃,第一方面所述的紫外光屏蔽层设置在所述钙钛矿光电组件的迎光面一侧的玻璃表面,且所述紫外光屏蔽层由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到;或者,
25、所述钙钛矿光电组件依次包括衬底玻璃、封装钙钛矿和如第一方面所述的紫外光屏蔽层,所述紫外光屏蔽层为紫外光屏蔽玻璃。
26、第四方面,本发明提供一种如第一方面所述的紫外光屏蔽层的应用,所述紫外光屏蔽层应用于光电领域。
27、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列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。
28、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
29、本发明通过将由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到的紫外光屏蔽层或紫外光屏蔽玻璃设置在钙钛矿光电组件的迎光面一侧,不仅可以起到显著的屏蔽紫外光的效果,防止钙钛矿发生分解反应,同时还能提高紫外光屏蔽层自身的户外使用寿命,可以在较长时间内保护钙钛矿光电组件,有效增强了钙钛矿光电组件的光电稳定性。综上,具有该紫外光屏蔽层的钙钛矿光电组件具有广阔的应用前景。
1.一种用于钙钛矿光电组件的紫外光屏蔽层,其特征在于,所述紫外光屏蔽层设置在所述钙钛矿光电组件的迎光面一侧;
2.根据权利要求1所述的紫外光屏蔽层,其特征在于,所述紫外光屏蔽玻璃的厚度≤5mm。
3.根据权利要求1所述的紫外光屏蔽层,其特征在于,所述紫外光屏蔽玻璃的紫外线截止率为50-100%;
4.根据权利要求1所述的紫外光屏蔽层,其特征在于,所述由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到的紫外光屏蔽层的厚度≤1mm。
5.根据权利要求1所述的紫外光屏蔽层,其特征在于,所述紫外光吸收剂包括水杨酸酯类紫外光吸收剂、苯酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、取代丙烯腈类紫外光吸收剂、三嗪类紫外光吸收剂或受阻胺类紫外光吸收剂中的任意一种或至少两种的组合;
6.一种如权利要求1-5任一项所述的紫外光屏蔽层的制备方法,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,所述混合料中,紫外光吸收剂的添加量为≤15wt%。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述表干的时间为1-12h;
9.一种钙钛矿光电组件,其特征在于,所述钙钛矿光电组件依次包括衬底玻璃、封装钙钛矿和盖板玻璃,权利要求1-5任一项所述的紫外光屏蔽层设置在所述钙钛矿光电组件的迎光面一侧的玻璃表面,且所述紫外光屏蔽层由紫外光吸收剂和有机复合体系制备得到;或者,
10.一种如权利要求1-5任一项所述的紫外光屏蔽层的应用,其特征在于,所述紫外光屏蔽层应用于光电领域。
