钙钛矿薄膜组件的封装方法与瓶颈-颜步一

钙钛矿薄膜组件的封装与挑战 www.microquanta.com1 杭州纤纳光电科技有限公司 2018年 11月 07日 第 14届 CSPV会议 颜步一 • 纤纳简介 • 钙钛矿太阳能电池技术 • 钙钛矿太阳能电池的封装与测试 • 总结与展望 内容提要 www.microquanta.com 保密 |confidential • 成立于 2015年 • 位于杭州未来科技城 • 钙钛矿小型组件世界纪录： 15.2% - 16.0% - 17.4% 关于纤纳光电 Microquanta Alibaba Xixi National Wetland Park Wenyi west road Wener west road West Lake 4 • 1892: first paper published on metal halide perovskite • 1959: actual structure deduced • 2009: first photovoltaic application 钙钛矿太阳能电池技术 5 State of the Art-Minimodule 201820162009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 【 Korea】 Park&【 UK】 Snaith solid-state structure ~10% N Park et al. Sci.Rep. 2012 (2) 591 H Snaith et al. Science 2012 (338) 643 【 Japan】 Miyasaka first photovoltaic applization 3.8% T Miyasaka et al.J. Am. Chem. Sci. 2009 （ 131） 6050 【 UK】 Snaith, dual-source evaporation 15.4% 【 Switzerland 】 Gratzel, sequential deposition 14.1% 【 Korea】 Seok, solvent engineering 16.2% H Snaith et al. Nature, 2013 (501) 395S M Gratzel et al. Nature, 2013 (499) 336 S Seok et al. Nat. Mater. 2014 (13) 897 【 Korea】 Seok, compositional engineering 17.9% S Seok et al. Nature, 2015 (517) 476 【 Korea】 Seok, intramolecular exchange 20.1% 【 Japan】 Han, inorganic charge transport material, inverted planar structure, 1cm^2, 15% S Seok et al. Science, 2015 (348) 1234 L Han et at. Science, 2015 (350) 944 【 Korea】 Seok, iodide management 22.1%, 1 cm^2 20.9% S Seok et al. Science, 2017 (356) 1376 【 Canada】 Sargent, 1.1 cm^2, 19.5% E Sargent et al. Science, 2017 (355) 722 【 Japan & China】 Han, 12.1% 【 Belgium】 IMEC, 12.4% M Green et al. J. Progress in Photovoltacs, 2017 (25) 668 【 Japan & China】 Han, 13.9% 【 China】 Microquanta, 15.2% 【 China】 Microquanta, 16% 【 China】 Microquanta, 17.9% M Green et al. J. Progress in Photovoltacs, 2017 (25) 668 2017 【 Swiss】 Gratzel,, 23.25% 1000 CdTe 450 CIGS 450 钙钛矿 100~300 因 此，需要 120度的封装材 料，尽量减少封装对器件的影响 www.microquanta.com 保密 |confidential 钙钛矿电池的封装 脱层 Mcgehee et al., EES, 2017 www.microquanta.com 保密 |confidential 钙钛矿电池的封装 脱层的原因：界面材料 与 封装胶 -10 0 10 20 30 40 0 20 40 60 80 100 120Dim en sion Ch an ge (um ) Temperature (℃ ) Thermal expansion of two polymer films (POE and EVA) EVA POE 需要减小胶膜的热膨胀系数 www.microquanta.com 保密 |confidential • 降低层压温 度 • 增 加阻水率 10-5 g/m2/d • 减少热膨胀幅度 钙钛矿电池的封 装 -挑战 www.microquanta.com 保密 |confidential 钙钛矿电池的测试 • 稳定性测试 • 更合适的标准 No. Test procedure 4.1 Visual inspection 4.2 Maximum power determination 4.3 Insulation test 4.4 Temperature coefficient 4.5 NMOT 4.6 Performance: STC and NMOT 4.7 Performance: low irradiance 4.8 Outdoor exposure 4.9 Hot spot 4.10 UV pre-conditioning No. Test procedure 4.11 Thermal cycling 4.12 Humidity-freeze 4.13 Damp-heat 4.14 Robustness of terminations 4.15 Wet leakage current 4.16 Mechanical load 4.17 Hail test 4.18 Bypass diode 4.19 stabilization IEC61215的经典框架 在材料与封装的配合下 可以满足以上 测试序列的要求 www.microquanta.com 保密 |confidential 钙钛矿电池的测试 I-V test: flashlight impossible B. Hu et al., Adv Energ.Mater., 5, 1500279, 2015 一些不适用现有标准的情况 • 稳定性测试 • 更合适的新标准 18 Reversible degration during intermittent light ageing W.Tress et al., Nat.Energ. 2018 一些不适用现有标准的情况 • 稳定性测试 • 更合适的新标准 需要新的测试标准以更准确地考察钙 钛矿电池的性能 钙钛矿电池的测试 www.microquanta.com 保密 |confidential Wider applications 应用场景 Hanergy mobile application Heliatek flexible BIPV Si-perovskite tandem of Oxford PV 20 总结与展望 2007 2012 2017 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% DSSC OPV tf-si CdTe mc-si CIGS PSC c-si GaAs 22.1% 22.3% 22.9% 23.25% 26.6% 28.8% • Fast growing efficiency • Low KWh price • Proved improving stability • Specialized market 谢谢 www.microquanta.com