《鈣鈦礦疊層電池技術指南》征求意見稿

1鈣鈦礦疊層電池技術規(guī)范本文件規(guī)定了鈣鈦礦疊層電池技術規(guī)范的術語和定義、技術要求、檢驗規(guī)則、運輸和貯存等。本文件適用于各類鈣鈦礦疊層電池。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T1804一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T6378.1計量抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限(AQL)檢索的對單一質量特性和單個AQL的逐批檢驗的一次抽樣方案GB/T6495.2光伏器件第2部分：標準太陽電池的要求GB/T11026.1電氣絕緣材料耐熱性第1部分：老化程序和試驗結果的評定GB/T25075太陽能電池用砷化鎵單晶GB/T25076太陽能電池用硅單晶GB/T26071太陽能電池用硅單晶片GB/T26072太陽能電池用鍺單晶GB/T29054太陽能電池用鑄造多晶硅塊GB/T29055太陽能電池用多晶硅片GB/T30859太陽能電池用硅片翹曲度和波紋度測試方法中華人民共和國環(huán)境保護法(1989年12月26日第七屆全國人民代表大會常務委員會第十一次會議通過2014年4月24日第十二屆全國人民代表大會常務委員會第八次會議修訂)3術語和定義GB/T26071、GB/T29055等相關標準及下列術語和定義適用于本文件。3.1鈣鈦礦疊層電池技術TandamsolarcellTechnologyofPerovskite采用至少一種鈣鈦礦材料作為吸光層材料，或者兩種不同帶隙的鈣鈦礦材料作為吸光層，通過2端串聯(lián)實現(xiàn)光電耦合，或3端串聯(lián)光耦合電互聯(lián)，或4端機械堆疊僅光耦合，實現(xiàn)對太陽能光譜的充分吸收和利用，降低單節(jié)光伏電池熱化損失，突破單節(jié)電池效率極限的一類疊層太陽能電池。其他吸光層材料包括但不限于硅光伏常用的窄帶隙晶體硅材料；銅銦鎵錫、碲化鎘、砷化鎵、銅鋅錫硫等薄膜光伏材料；以及用于OPV的有機吸光層材料。4技術要求鈣鈦礦疊層電池技術具體要求見表1。表1技術要求細則2類別要求項具體要求良好穩(wěn)定性、純度≥99%;粒徑分布均勻，材料制備工藝原材料穩(wěn)定、制備工藝成熟穩(wěn)定、環(huán)境友好、無毒或低毒成本低、工藝簡單、化學穩(wěn)定性；環(huán)保、無毒無害結構要求疊層結構設計持高效率同時兼容良好的器件穩(wěn)定性、可擴展性具有產(chǎn)低溫工藝≤130℃,至少滿足IEC61性能要求166*166mm2及以上尺寸疊層電池效率，大于任意子吸光封裝后電池或者組件至少滿足IEC61215安全性防火、防爆、防漏電等安全措施，滿足IEC61730光伏電清潔度控制工廠萬級潔凈間、鈣鈦礦相關核心工藝段至少滿足千級溫度控制承受溫度變化，性能穩(wěn)定滿足IEC61215D求求電池壽命必須達到設計使用壽命，性能不得低于初始標2端疊層寬窄帶隙吸光層材料與光源光譜分布嚴格匹配安全性要求良好機械強度，滿足IEC61215機械荷載測試防火性能良好防火性能，滿足IEC61730光伏電池相關安全測試標準防漏電性能良好防漏電性能，滿足IEC61730光伏電池相關安全測試滿足國家環(huán)保要求，少使用有毒有害物質電池尺寸按照用戶要求定制包裝標識文字和圖案4.1材料要求4.1.1鈣鈦礦材料疊層電池產(chǎn)品選用的鈣鈦礦材料應具有良好穩(wěn)定性、純度≥99%;粒徑分布均勻，材料制備工藝成熟、批次重復穩(wěn)定性大于98%,以保證電池性能的穩(wěn)定性和可靠性。4.1.2輔助材料3T/CIXXXX—20XX電池制備過程中所使用的導電材料、封裝材料等輔助材料應具有良好的導電性、耐候性和化學穩(wěn)定性。輔助材料應滿足國家規(guī)定的環(huán)保要求，優(yōu)異的可再生利用性，且在使用過程中不會對鈣鈦礦材料造成污染或破壞。4.2結構要求4.2.1疊層結構設計a)疊層電池的結構設計應充分考慮光吸收、電荷分離和傳輸?shù)纫蛩?，以實現(xiàn)高效的光電轉換。b)各層之間的界面應清晰、無缺陷，以保證電荷的有效傳輸和收集。c)疊層結構應具有足夠的機械強度，以抵抗外界環(huán)境的沖擊和振動。d)下電池工藝兼容性較好、各層制備工藝簡單成熟、維持高效率同時兼容良好的器件穩(wěn)定性以及大面積可擴展性具有產(chǎn)業(yè)化前景。滿足戶外實際運行需求4.2.2封裝要求a)電池的封裝應嚴密可靠，能夠有效防止水分、氧氣等有害物質的侵入，保證電池的穩(wěn)定性和壽b)封裝材料應具有良好的密封性和耐候性，能夠在各種環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能。4.3性能要求4.3.1光電轉換效率鈣鈦礦疊層電池的光電轉換效率166*166mm2以上尺寸原則上不得低于25%。在不同光照條件和溫度范圍內(nèi)，電池的效率應保持相對穩(wěn)定，無明顯的性能衰減，滿足IEC61215相關穩(wěn)定性測試。4.3.2穩(wěn)定性電池在長期運行過程中應保持良好的穩(wěn)定性，無明顯的性能退化現(xiàn)象。電池的壽命必須達到設計預期的使用年限，性能不得低于90%。4.3.3均勻性電池的介電性能應具有良好的均勻性，降低不同位置的電池單元之間的性能差異，有助于保證電池在實際應用中的一致性和可靠性，效率一致性良品率≥95%4.3.4安全性電池在制備、使用和回收過程中應滿足相關的安全要求，無明顯的安全隱患。電池應具有防火、防爆、防漏電等安全措施，確保人員和設備的安全，遵循GB31241等相關標準。4.4制備工藝要求4.4.1清潔度控制在制備過程中，生產(chǎn)單位應嚴格控制工作環(huán)境的清潔度，防止塵埃、雜質等污染物進入電池內(nèi)部。制備車間應設有空氣凈化系統(tǒng)，并定期清潔和消毒。參考范圍車間10000級，根據(jù)不同路線工藝需求，鈣鈦礦電池核心工藝確保真空或者惰性保護氛圍，并且至少千級以上潔凈度。4.4.2溫度控制疊層電池產(chǎn)品選用的鈣鈦礦材料的性能對溫度和水分較為敏感，因此制備過程中應嚴格控制溫濕度。各環(huán)節(jié)的溫度應精確控制在設定的范圍內(nèi)，一般要求溫度18-25℃可調(diào)；濕度控制在30%及以下可調(diào)，以確保材料的性能和電池的結構穩(wěn)定。4.4.3膜層均勻性鈣鈦礦疊層電池的各層涂層應均勻、一致，無明顯的厚薄不均、開裂、脫落等異常現(xiàn)象。涂層厚度應滿足設計要求，且各層之間的界面應清晰、平滑。4.5可靠性要求4.5.1抗熱沖擊性能電池應具有良好的抗熱沖擊性能，滿足IEC61215DHHFTC測試要求，能夠承受一定范圍的溫度變化而不出現(xiàn)性能退化或結構破壞。4.5.2抗外力性能電池應能夠承受一定的外部應力，包括但不限于跌落、振動等，而不出現(xiàn)明顯的性能下降或結構損傷。滿足IEC61215機械荷載測試要求44.7安全性要求的介電性能和結構完整性。滿足IEC61215機械荷載測試4.7.2防火性能料，并采取相應的防火措施。滿足IEC61730光4.7.4環(huán)保要求5.1出廠檢驗5.2型式檢驗55.3抽樣檢驗每批電池應進行抽樣檢驗，抽樣比例不得低于5%。低于E.Ⅱ類則算作不合格產(chǎn)品，抽樣方法遵循GB/T6378.1等相關