本發(fā)明涉及鈣鈦礦電池制備，具體為一種鈣鈦礦層測溫結構、制備方法及鈣鈦礦電池。

背景技術：

1、鈣鈦礦電池組件是一種利用鈣鈦礦材料作為光吸收層的太陽能電池組件，具有高光電轉換效率、低成本和環(huán)保等優(yōu)勢，廣泛應用于地面電站、航空、建筑、可穿戴式發(fā)電器件等眾多領域。其基本工作原理是當太陽光照射到鈣鈦礦電池組件上時，光子被鈣鈦礦層吸收并激發(fā)出電子。這些電子通過電子傳輸層被收集并傳遞到外部電路，形成電流。同時，空穴通過空穴傳輸層被收集并傳遞到金屬電極，與電子形成回路，完成光電轉換過程。其結構組成包括基底、鈣鈦礦層、電子傳輸層、空穴傳輸層及金屬電極；其中，鈣鈦礦層是鈣鈦礦電池組件的光吸收層，能夠吸收光并產(chǎn)生電子空穴對，因此鈣鈦礦層是決定鈣鈦礦電池組件性能的關鍵結構。由于鈣鈦礦層直接關系到鈣鈦礦電池的的性能和穩(wěn)定性，鈣鈦礦層的測溫是一個重要的研究領域，鈣鈦礦電池的光伏性能表現(xiàn)出強烈的溫度依賴性。鈣鈦礦電池組件鈣鈦礦層的測溫對于理解和優(yōu)化電池性能至關重要。通過深入研究鈣鈦礦材料的溫度依賴性以及開發(fā)有效的溫度測量技術，可以為提高鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性提供重要支持。

2、而目前對實際發(fā)電運行的鈣鈦礦組件測溫方式為在背板玻璃上進行粘貼熱電偶測溫。由于玻璃為不良的導熱材料，采用該方法對鈣鈦礦組件測溫并不能真實反應鈣鈦礦層的實際溫度，且該方法不便于對鈣鈦礦組件整體進行測溫，無法對鈣鈦礦組件的溫度特性研究提供有效支持。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的鈣鈦礦層測溫準確性差、無法實現(xiàn)整體測溫的問題，本發(fā)明提供一種鈣鈦礦層測溫結構、制備方法及鈣鈦礦電池。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種鈣鈦礦層測溫結構，包括鋪設于鈣鈦礦電池組件背電極層的感溫poe膠膜層；所述感溫poe膠膜層內(nèi)部均勻分散有若干種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊；所述感溫poe膠膜層上封裝有poe膠膜層。

4、可選地，所述感溫變色微膠囊的感溫間隔為3℃～5℃。

5、可選地，所述感溫變色微膠囊的總感溫區(qū)間為-15℃～80℃。

6、可選地，所述感溫變色微膠囊的粒徑為3～7μm。

7、如上述的鈣鈦礦層測溫結構的制備方法，包括：

8、將每一種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊分別與poe顆粒和增塑劑混合，分別形成混合料；

9、將每種混合料分別高溫熔融，并擠出成型，分別形成膠膜；

10、將每一種膠膜分別進行造粒，分別形成poe感溫顆粒；

11、將所有poe感溫顆?；旌暇鶆?，進行熱壓成型，得到感溫poe膠膜層；

12、將感溫poe膠膜層鋪設于鈣鈦礦電池組件背電極層上，并封裝一層poe膠膜層，完成鈣鈦礦層測溫結構的制備。

13、可選地，所述每一種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊與poe顆粒和增塑劑的質量比為10:10:1。

14、可選地，所述高溫熔融溫度為100℃～120℃。

15、可選地，所述poe感溫顆粒的粒徑為0.2～0.5mm；述感溫poe膠膜層的厚度為0.2～0.4mm。

16、可選地，所述熱壓成型的溫度為80℃～100℃。

17、本發(fā)明還提供一種鈣鈦礦電池，包括玻璃基板及上述鈣鈦礦層測溫結構；所述玻璃基板上依次設置有電極層、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和背電極層；所述鈣鈦礦層測溫結構的感溫poe膠膜層和poe膠膜層依次設置于背電極層上，所述poe膠膜層上設置有背板玻璃層。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明一種鈣鈦礦層測溫結構，包括鋪設于鈣鈦礦電池組件背電極層的感溫poe膠膜層；所述感溫poe膠膜層內(nèi)部均勻分散有若干種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊；所述感溫poe膠膜層上封裝有poe膠膜層。本發(fā)明通過在鈣鈦礦電池組件中添加感溫poe膠膜層，感溫poe膠膜層如同微小的溫度計，能夠隨著溫度的變化而改變顏色，可以在鈣鈦礦電池組件實際發(fā)電運行中通過觀察感溫層的顏色變化來判斷鈣鈦礦電池發(fā)電過程中的實際溫度變化，從而提供關于鈣鈦礦電池組件工作溫度的直接視覺反饋，無需額外的測溫設備，大大簡化了測溫過程；由于感溫層平鋪于鈣鈦礦電池組件背電極層，相較于傳統(tǒng)透過導熱不良的背板玻璃進行測溫更加精準，且可以實現(xiàn)對整個鈣鈦礦電池進行實時整體測溫，測溫更加全面，對于預防過熱、提高電池效率具有重要意義，有利于對鈣鈦礦電池發(fā)熱發(fā)電特性、衰減機制等方面問題的研究。

20、所述感溫變色微膠囊的感溫間隔為3℃～5℃。感溫變色微膠囊在較小的溫度范圍內(nèi)發(fā)生顏色變化，可以精確地指示電池組件的溫度變化，較小的感溫間隔減少了因溫度變化而產(chǎn)生的測溫誤差，使得溫度指示更加準確可靠。

21、所述感溫變色微膠囊的總感溫區(qū)間為-15℃～80℃，在-15℃～80℃的范圍內(nèi)，微膠囊能夠隨著溫度的變化而發(fā)生明顯的顏色變化，從而提供準確的溫度信息，-15℃～80℃可以直接觀察鈣鈦礦電池的溫度變化，滿足其溫服監(jiān)測要求。

22、所述感溫變色微膠囊的粒徑為3～7μm，有助于感溫變色微膠囊更快地感知和響應溫度的變化，同時，微小的顆粒意味著更大的比表面積，使得熱量傳遞更加迅速，微膠囊內(nèi)部的感溫色素能夠更快地受到溫度變化的影響，可迅速發(fā)生顏色變化，從而提高了變色的靈敏度和反應速度。

23、本發(fā)明還提供一種如上述的鈣鈦礦層測溫結構的制備方法，該方法通過將每一種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊分別與聚烯烴彈性體顆粒和增塑劑混合，分別形成混合料；將每種混合料分別高溫熔融，并擠出成型，分別形成膠膜；將每一種膠膜分別進行造粒，分別形成poe感溫顆粒；將所有poe感溫顆?；旌暇鶆?，進行熱壓成型，得到感溫poe膠膜層；將感溫poe膠膜層鋪設于鈣鈦礦電池組件背電極層上，并封裝一層poe膠膜層，完成鈣鈦礦層測溫結構的制備，該方法通過混合造?？蓪⑼N感溫變色微膠囊進行放大，使操作者能夠更為直觀的觀察到顏色的變化，制備方法簡單，且高效保留了感溫變色微膠囊感溫色變的特性，制備的鈣鈦礦層測溫結構具有更好的穩(wěn)定性和耐久性。

24、所述每一種不同顏色且不同感溫范圍的感溫變色微膠囊與poe顆粒和增塑劑的質量比為10:10:1。感溫變色微膠囊在配比中占據(jù)一定比例，確保了微膠囊在poe基質中的分布均勻性，適當?shù)奈⒛z囊含量使得測溫結構對溫度變化的響應更加靈敏，顏色變化更加明顯；增塑劑的加入能夠提升其后期造粒的可加工性，可以在保證測溫性能的前提下，降低材料成本。

25、所述高溫熔融溫度為100℃～120℃，該溫度下poe顆粒和增塑劑能夠充分熔融，形成均勻的熔體，從而確保感溫變色微膠囊在熔體中的均勻分布，避免團聚和沉淀現(xiàn)象的發(fā)生。

26、所述poe感溫顆粒的粒徑為0.2～0.5mm；述感溫poe膠膜層的厚度為0.2～0.4mm。0.2～0.5mm的粒徑使得poe感溫顆粒在混合和熔融過程中更容易分散均勻，有助于確保感溫變色微膠囊在poe基質中的均勻分布，從而提高測溫結構的整體均勻性和穩(wěn)定性，同時，在后續(xù)程序中便于造粒，保證造粒后的顆粒不被破壞，從而保障其穩(wěn)定性及耐久性。

27、所述熱壓成型的溫度為80℃～100℃，確保感溫變色微膠囊在熔體中的均勻分布，避免團聚和沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高測溫結構的整體均勻性和穩(wěn)定性。

28、本發(fā)明還提供一種鈣鈦礦電池，包括玻璃基板及上述的鈣鈦礦層測溫結構；所述玻璃基板上依次設置有電極層、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和背電極層；所述鈣鈦礦層測溫結構的感溫poe膠膜層和poe膠膜層依次設置于背電極層上，所述poe膠膜層上設置有背板玻璃層。其中，玻璃基板作為基底，提供了良好的透光性和機械強度；電極層、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和背電極層依次設置，形成了完整的電池結構，各層之間協(xié)同工作，實現(xiàn)了高效的光電轉換；鈣鈦礦層測溫結構直接設置于背電極層上，無需額外的空間或組件，實現(xiàn)了測溫與電池結構的完美集成，不僅簡化了電池的結構，還提高了測溫的準確性和可靠性。背板玻璃層提供了額外的保護和支撐，增強了電池的機械強度和耐久性。該鈣鈦礦電池不僅具有高效的光電性能及良好的機械性，而且具備準確的、完整的溫度監(jiān)測功能，使得該鈣鈦礦電池在光伏領域具有廣泛的應用前景和重要的實用價值。