CN114536906B - 功率增益型黑色光伏背板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，具体说涉及一种功率增益型黑色光伏背板，包括由内而外依次设置的黑色层、内涂层、支撑层和外层，所述黑色层的位置对应于光伏组件电池片间隙；所述支撑层含有填料，所述填料包括75~95%的平均粒径为0.01µm~20µm的球状的氧化铝、硅微粉、氮化铝、氮化硼、氧化锌、氧化镁中的一种或多种与5%~25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉。本发明提供的光伏背板满足BIPV应用中封装材料与电池片颜色匹配性问题，达到美观的效果，同时还能具有功率增益的效果，具有长期稳定的耐候性。

Description

功率增益型黑色光伏背板
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体说涉及一种功率增益型黑色光伏背板。
背景技术
近年来，光伏产业链技术的发展创新愈来愈快，新型的电池片向高效发展不断突破出现了PERC、Topcon、HJT、双面发电电池、多主栅等高效电池片，应用场景不断扩大从最初的地面电站发展到BIPV分布式电站，度电成本也越来越低离平价上网仅一步之遥。
就应用场景方面，经过多年的发展，可以用的地面电站越来越少，而工商业屋顶、民用屋顶、幕墙、彩钢板厂房屋顶等位置由于其可以兼具发电、部分建材作用，因而BIPV建筑一体化方面的应用得到了越来越多的关注。光伏发电与建筑一体化，越来越成为光伏发电更接近民生、建筑更环保多样化的一种趋势。
目前，光伏组件在BIPV上的应用还有很多困难需要解决。其中，首当其冲的就是美观性要求。光伏组件尤其是晶硅光伏组件比较单一的黑色、白色主调，与建筑对美学的追求相比，还差很大距离。例如，对于60片电池的光伏组件，电池片间隙的间距一般为2mm-4mm，则未被电池片覆盖的面积占光伏组件总面积的2％以上，即有2％以上的太阳光从间隙中透过，未达到电池片表面被电池片吸收利用。2％间隙面积对于目前高效电池来讲，若光线可以充分利用，将会有2％以上的功率提升。因而，为了追求高功率一般都把组件做成白色底&黑色电池片的结构。然而，这种色调用到民用屋顶或工商业屋顶，就很难被接受。因而同时兼具功率与美观需求，是光伏行业较难解决的问题。
另外，除了光线利用率外，太阳能光伏组件的发电功率对温度也比较敏感。光伏电池主要吸收利用400～700nm的可见光。波长大于1100nm的红外光不会被电池片利用转换成电能，而是直接转化为热能，导致光伏组件内部温度快速上升。据统计数据显示，对于高效电池温度每上升1摄氏度，其发电功率衰减0.4％以上，因此解决组件散热问题也是功率增益方案需要同步考虑的。
CN208655667U报道了一种高散热型太阳能光伏背板，但采用了内层白色反射层和外层黑色散热层结构设计，很难用于BIPV。 CN109796806A中公开了一种图案化光伏背板，可用用于BIPV组件中，但无功率增益效果。CN208111464U公开了一种能提高发电效率的黑色网格太阳能光伏背板，结构包括从上往下依次设置的耐候层、第一粘结层、基材层、第二粘结层、白色聚烯烃合金层、第三粘结层和黑色聚烯烃合金层，第一粘结层的上表面、下表面分别与耐候层的下表面、基材层的上表面粘接，第二粘结层的上表面、下表面分别与基材层的下表面、白色聚烯烃合金层的上表面粘接，第三粘结层的上表面、下表面分别与白色聚烯烃合金层的下表面和黑色聚烯烃合金层的上表面粘接，其中黑色聚烯烃合金层呈网格状。该种光伏背板是通过白色聚烯烃合金层、黑色聚烯烃合金层均为添加有光转化剂的聚烯烃合金层来达到光线利用的效率，提升太阳能光伏组件的发电效率， 60片270W组件能提升3W的功率，达到1%功率提升。 CN108410340B公开了一种黑色耐候涂料在红外区有30％以上的反射率，应用于光伏背板制作60片265W组件能提升2.5W的功率，也可达到1%功率提升。然而，外观、光线利用率、散热集于一体综合考虑的方案还未有相关报道。
因此，开发出一种黑色光伏背板，满足BIPV应用中封装材料与电池片颜色匹配性问题，达到美观的效果，同时还能具有功率增益的效果，具有长期稳定的耐候性，是晶硅光伏组件背板行业最迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的目的是开发出一种功率增益型的黑色光伏背板，满足BIPV应用中封装材料与电池片颜色匹配性问题，达到美观的效果，同时还能具有功率增益的效果，具有长期稳定的耐候性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成，黑色层位于电池片间隙为网格状图案；
所述支撑层含有填料，所述填料由75~95%的平均粒径为0.01µm~20µm的球状的氧化铝、硅微粉、氮化铝、氮化硼、氧化锌、氧化镁中的一种或多种与5%~25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。所述黑色层的组成成分包含：质量分数为60%~90%的树脂A、0~10%的填料A、0.01%~30%的填料B、0.5-20wt％的固化剂A、0.001%~0.5%的助剂；所述内涂层的组成成分包含：质量分数为50%~95%的树脂A、1%~40%的填料C、0.5-20wt％的固化剂B、0.001%~1%的助剂。
作为优选，所述固化剂A包括质量分数为70%~95%的固化剂A1和质量分数为5%~30%的固化剂A2，其中，固化剂A1为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物中的一种或多种；固化剂A2为氮杂化合物、氧杂化合物、稠环芳香胺化合物、稠环芳香酰胺化合物、稠环芳香酰亚胺化合物中的一种。固化剂A由A1、A2复配组成，A1为背板材料中常用固化剂，具有较好的反应活性、耐候性；A2为本专利采用新方案，引入这类化合物可增加涂层体系中固化后化学链的螯和性能，与填料间可形成氮-金属、氧-金属螯合作用，对填料起到较好的固定作用，提高耐候性。
作为优选，所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铁铬黑、铜铬黑、钙钛锰黑、锰铁黑的一种或多种。
作为优选，所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的玻璃微珠、陶瓷微珠、二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、片状云母粉、珠光粉的一种或多种。
作为优选，所述填料C由5~30%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化铝、氧化锆中的一种或多种与70%~95%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
填料B是用在黑色层中，起到光学反射作用，与填料A协同作用，提高黑色层反射性能。填料C是用在内涂层中，内涂层是白色涂层，采用光学反射成分+高折光指数钛白粉一起作用，达到内涂层高反射性能。
作为优选，所述树脂A选自聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氟碳树脂的一种或多种。
作为优选，所述黑色层厚度为2~60µm。
作为优选，所述内涂层厚度为2~30µm。
作为优选，所述氟碳树脂由聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙烯基醚共聚物、单氟乙烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照任意配比组成。
作为优选，所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉，更进一步优选平均粒径1.0µm~1.5µm。
作为优选，所述固化剂B选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺、聚亚甲基二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、（2、3-二甲基）二亚丁基三胺中的一种或多种。
通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
1．本发明对黑色光伏背板的隔层材料进行配方优选并设计成黑白网格图案，满足了BIPV应用中外观匹配性要求。从组件正面电池片面看，光伏背板呈现黑色，与晶硅电池片颜色接近，符合建筑设计师的美观要求。从组件背面看，光伏组件呈现白色。所述背板的支撑层填料中的氧化铝、硅微粉、氮化铝、氮化硼、氧化锌、氧化镁可以提高背板的导热性，金红石型钛白粉可以调节背板的反射率，使背板具有优异的红外线反射性，有效增加了组件整体散热效果，为功率增益提供助力。
2．网格状黑色层位于电池片的间隙，该层在700-1200nm的近红外区具有很高的50%以上的反射率，在400-1200nm可见光-近红外区的反射率也超过18%。反射率提高后，太阳光线照射到背板黑色层上的部分可以更多地在反射回电池片表面，增大了光线利用率，对于电池片的发电功率具有明显的增益效果。
3．内涂层位于电池片间隙的区域被黑色层覆盖，位于电池片底面的区域呈现白色。内涂层在400-1200nm的可见光-近红外区具有很高的90%以上的反射率，对于透过电池片尤其是厚度较薄的高效电池片及双面电池片的光线具有很好的反射功能，最终再反射回电池片表面，能更大程度让增加了光线的利用率，为组件的功率增益提供辅助作用。
4．支撑层和外层分别采用了导热和红外热反射设计，为光伏组件在发电过程中产生热量更好的散发出去提供了通道，降低了温度效应导致的功率衰减，为组件的功率增益提供辅助作用。
5．本发明黑色背板应用于晶硅光伏组件，尤其是高效电池、双面发电电池光伏组件，对组件的功率增益具有优异的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的发明内容作进一步的详细描述。应理解，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状的黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。黑色层位于电池片间隙。
其中，所述黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为70%的树脂A、5%的填料A、24%的填料B、0.5wt％的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自丙烯酸树脂。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铁铬黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的玻璃微珠。
所述固化剂A由质量分数为70%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为30%的二氮杂苯化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为95%的树脂A、1%的填料C、3％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自聚氨酯。
所述填料C由5%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠与95%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为99%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.5%的填料、0.5%的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的球状的氧化铝与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为50%的氟碳树脂、10%~的填料E、40%的助剂组成。
所述氟碳树脂为聚单氟乙烯。
所述固化剂B选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
实施例2：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为60%的树脂A、5.5%的填料A、22%的填料B、12wt％的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自环氧树脂。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铜铬黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的陶瓷微珠。
所述固化剂A由质量分数为80%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为20%的稠环芳香胺化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为80%的树脂A、10%的填料C、9wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自丙烯酸树脂。
所述填料C由10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化铝与90%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自异佛尔酮二异氰酸酯预聚物。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、2%的填料、3%的助剂组成。
所述填料由85%的平均粒径为0.01µm~20µm的硅微粉与15%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为80%的氟碳树脂、10%的填料E、10%的助剂组成。
所述氟碳树脂为三氟氯乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自五甲基二乙烯三胺。
所述填料E选自平均粒径1.5µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
实施例3：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为90%的树脂A、4%的填料A、5%的填料B、0.5的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂三氟氯乙烯-乙烯醚。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的钙钛锰黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的陶瓷微珠和珠光粉。
所述固化剂A由质量分数为75%的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体与质量分数为25%的氮杂苯化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为71%的树脂A、8%的填料C、20wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自环氧树脂。
所述填料C由10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化锆与90%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、4%的填料、5%的助剂组成。
所述填料由74%的平均粒径为0.01µm~20µm的氮化铝与26%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为60%的氟碳树脂、30%的填料E、10%的助剂组成。
所述氟碳树脂为四氟乙烯-乙烯酯。
所述固化剂B选自混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
所述填料E选自平均粒径1.0µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
实施例4：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为60%的树脂A、9.5%的填料A、10%的填料B、20wt％的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自聚氨酯树脂。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的锰铁黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的钛白粉。
所述固化剂A由质量分数为80%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为20%的氧杂苯化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为54%的树脂A、35%的填料C、10wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自聚酯树脂。
所述填料C由15%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的陶瓷微珠与85%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为99%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.5的填料、0.5的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的氧化锌与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为50%的氟碳树脂、30%的填料E、20wt％的固化剂B 、0%的助剂组成。
所述氟碳树脂为三氟氯乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
所述填料E选自平均粒径1.5µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
实施例5：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为60%的树脂A、5%的填料A、30%的填料B、4.5wt％的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自聚酯树脂。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的珠光粉。
所述固化剂A由质量分数为70%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为30%的稠环芳香酰亚胺化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为65%的树脂A、14%的填料C、20wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂单氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
所述填料C由20%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠、10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化锆与70%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自（2、3-二甲基）二亚丁基三胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.1的填料、4.9%的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的氮化硼与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为50%的氟碳树脂、10%的填料E、20wt％的固化剂B 、20%的助剂组成。
所述氟碳树脂为偏氟乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自聚酰胺。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
实施例6：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为60%的树脂A、6%的填料A、20.8%的填料B、15wt％的固化剂A、0.2%的助剂组成。
所述树脂A选自醇酸树脂。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铜铬黑和钙钛锰黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的氧化锌。
所述固化剂A由质量分数为95%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为5%的氧杂苯化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为50%的树脂A、40%的填料C、9wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自丙烯酸树脂。
所述填料C由20%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的陶瓷微珠与80%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自聚亚甲基二胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为96%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、2%的填料D、3%的助剂组成。
所述填料由95%的平均粒径为0.01µm~20µm的氧化铝与5%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为55%的氟碳树脂、10%的填料E、20wt％的固化剂B、15%的助剂组成。
所述氟碳树脂为聚三氟氯乙烯。
所述固化剂B选自丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
所述填料E选自平均粒径1.0µm~1.5µm的金红石型钛白粉。
实施例7：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为60%~90%的树脂A、0~10%的填料A、0.01%~30%的填料B、0.5-20wt％的固化剂A、0.001%~0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自环氧树脂和氟碳树脂四氟乙烯-乙烯酯。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的钙钛锰黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的片状云母粉。
所述固化剂A由质量分数为90%的氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物与质量分数为10%的稠环芳香酰胺化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为95%的树脂A、3%的填料C、1wt％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂四氟乙烯-乙烯酯。
所述填料C由10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化锆与90%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.5%的填料D、4.5%的助剂组成。
所述填料由80%的平均粒径为0.01µm~20µm的氧化镁与20%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为50%的氟碳树脂、20%的填料E、10wt％的固化剂B、20%的助剂组成。
所述氟碳树脂为四氟乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自三乙撑四胺。
所述填料E选自平均粒径1.0µm~1.5µm的金红石型钛白粉。
实施例8：
一种功率增益型黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述网格状黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为90%的树脂A、3%的填料A、5%的填料B、1.5wt％的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自丙烯酸树脂和氟碳树脂三氟氯乙烯-乙烯酯。
所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铜铬黑。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的二氧化硅。
所述固化剂A由质量分数为70%的异佛尔酮二异氰酸酯预聚物与质量分数为25%的稠环芳香酰亚胺化合物和5%氮氧杂苯化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为58.5%的树脂A、40%的填料C、0.5％的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自丙烯酸树脂和氟碳树脂三氟氯乙烯-乙烯酯。
所述填料C由5%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化铝与95%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自二乙撑三胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、4%的填料、1%的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的硅微粉与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为60%的氟碳树脂、10%的填料E、15％的固化剂B、15%的助剂组成。
所述氟碳树脂为单氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
所述固化剂B选自氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~1.5µm的金红石型钛白粉。
对比例1：
一种黑色光伏背板，依次由内而外依次由黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状的黑色层位于电池片间隙。
其中，所述黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为90%的树脂A、3%的填料A、5%的填料B、1.5%的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自聚酯树脂。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的炭黑。
所述固化剂A为六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为58.5%的树脂A、40%的填料C、0.5%的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂单氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
所述填料C由20%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠、10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化锆与70%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自（2、3-二甲基）二亚丁基三胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、4%的填料、1%的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的氮化硼与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为60%的氟碳树脂、10%的填料E、15%的固化剂B、15%的助剂组成。
所述氟碳树脂为偏氟乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自聚酰胺。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
对比例2：
一种黑色光伏背板，依次由内而外依次由网格状黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。网格状黑色层位于电池片间隙。
其中，所述黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为90%的树脂A、3%的填料A、5%的填料B、1.5%的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的珠光粉。
所述固化剂A由质量分数为70%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为30%的稠环芳香酰亚胺化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为58.5%的树脂A、40%的填料C、0.5%的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂单氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
所述填料C为平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉。
所述固化剂B选自（2、3-二甲基）二亚丁基三胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、4%的填料、1%的助剂组成。
所述填料为平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为60%的氟碳树脂、10%的填料E、15%的固化剂B、15%的助剂组成。
所述氟碳树脂为偏氟乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自聚酰胺。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
对比例3：
一种黑色光伏背板，依次由内而外依次由黑色层、内涂层、支撑层和外层构成组成。黑色层为全涂方式。
其中，所述黑色层厚度为2~60µm，由质量分数为90%的树脂A、3%的填料A、5%的填料B、1.5 %的固化剂A、0.5%的助剂组成。
所述树脂A选自聚酯树脂。
所述填料B选自平均粒径为0.1~100μm的珠光粉。
所述固化剂A由质量分数为70%的六亚甲基二异氰酸酯三聚体与质量分数为30%的稠环芳香酰亚胺化合物。
所述内涂层厚度为2~30µm，由质量分数为58.5%的树脂A、40%的填料C、0.5%的固化剂B、1%的助剂组成。
所述树脂A选自氟碳树脂单氟乙烯-乙烯基醚共聚物。
所述填料C由20%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠、10%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的氧化锆与70%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述固化剂B选自（2、3-二甲基）二亚丁基三胺。
所述支撑层厚度为50~500µm，由质量分数为95%数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、4%的填料、1%的助剂组成。
所述填料由75%的平均粒径为0.01µm~20µm的氮化硼与25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉混合而成。
所述外层厚度为2~50µm，由质量分数为60%的氟碳树脂、10%的填料E、15％的固化剂B、15%的助剂组成。
所述氟碳树脂为偏氟乙烯-乙烯醚。
所述固化剂B选自聚酰胺。
所述填料E选自平均粒径0.8µm~2.0µm的金红石型钛白粉。
对比例4：
市场上购得黑色光伏背板BEC-301B，结构为Coating/PET/Coating，厚度280微米。
对比例5：
市场上购得黑色光伏背板KPO，结构为O膜/粘结层/PET/粘结层/PVDF膜，厚度400微米。
对实施例中制得的一种背板以及对比例的材料进行性能检测，结果如表1所示。其中，60片试样组件制作，包含光伏玻璃、F406PS、PERC电池片、F806PS、背板。
需要说明的是，光伏背板的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
1. 反射率
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜》中带积分球的有分光光度计方法。
测试仪器：紫外可见光分光光度计。
测试条件：400nm~1200nm。
2. 体积电阻率
测试方法参照标准GB/T 31034 《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试样尺寸：100mm *100mm。
测试条件：测试电压1000V。
3.黄变指数
测试方法参照标准GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》。
试样尺寸：100mm *100mm。
测试条件：+25℃，50％RH。
4．拉伸强度和断裂伸长率
测试方法参照标准GB/T 13542.2《电气绝缘用薄膜》。
试样尺寸：200mm *200mm。
拉伸速度：100mm/min。
5．附着力
测试方法参照标准GB/T 31034 《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试样尺寸：200mm *200mm。
测试条件：+25℃，50％RH。
6．与EVA间剥离强度
测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
试样尺寸：300mm *300mm。
拉伸速度：100mm/min。
7．恒定耐湿热老化性能
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜》。试验条件：＋85℃，相对湿度85％。
8．最大功率
测试方法参照标准IEC61215《地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型》。
样品尺寸：双面电池片，60片组件。
试验条件：AM 1.5，辐照度1000W/m2，+25℃，50％RH。
9. 光伏组件背板表面温度
测试方法：将接触式热敏传感器粘结到光伏组件背板上中心位置，读取表面温度。
样品尺寸：60片组件，组件离地面高度30厘米，超南，角度30°。
试验条件：户外温度在30℃~40℃及相对湿度30%~85％（杭州临安8月份，连续测试30天，）时间段收集数据（每天14：00），取平均温度数据。
由表中数据可知，实施例在力学性能、耐热性、绝缘性以及耐老化性能等方面保持较好，与比较例在相同的水平。而实施例在反射率、导热系数、表面温度方面具有更明显的优势，表现出明显的功率增益效果。

Claims (7)

1.一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，
包括由内而外依次设置的黑色层、内涂层、支撑层和外层，所述黑色层的位置对应于光伏组件电池片间隙；所述支撑层的组成成分包括：质量分数为95%~99% 数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.1~10%的填料、0.1%~5%的助剂，上述组分的质量分数之和不超过100%；所述支撑层含有填料，所述填料包括75~95%的平均粒径为0.01µm~20µm的球状的氧化铝、硅微粉、氮化铝、氮化硼、氧化锌、氧化镁中的一种或多种与5%~25%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉；所述黑色层的组成成分包括：质量分数为60%~90%的树脂A、0~10%的填料A、0.01%~30%的填料B、0.5-20wt％的固化剂A、0.001%~0.5%的助剂，其中填料A的含量不为0，所述填料A选自平均粒径为0.05~20μm的铁铬黑、铜铬黑、钙钛锰黑、锰铁黑的一种或多种；所述内涂层的组成成分包括：质量分数为50%~95%的树脂A、1%~40%的填料C、0.5-20wt％的固化剂B、0.001%~1%的助剂，所述填料C包括5~30%的平均粒径为0.1µm~100µm的球状的玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化铝、氧化锆中的一种或多种与70%~95%的平均粒径为0.2µm~0.8µm的金红石型钛白粉。
2.根据权利要求1所述的一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，所述固化剂A包括质量分数为70%~95%的固化剂A1和质量分数为5%~30%的固化剂A2，其中，固化剂A1为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物中的一种或多种；固化剂A2为氮杂化合物、氧杂化合物、稠环芳香胺化合物、稠环芳香酰胺化合物、稠环芳香酰亚胺化合物中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，
所述填料B选自平均粒径为0.1~100µm的玻璃微珠、陶瓷微珠、二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、片状云母粉、珠光粉的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，
所述树脂A选自聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氟碳树脂的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，
所述外层的组成成分包括：质量分数为50%~100%的氟碳树脂、0.5-20wt％的固化剂B、10%~40%的填料E、0~20%的助剂，上述组分的质量分数之和不超过100%。
6.根据权利要求5所述的一种功率增益型黑色光伏背板，其特征在于，
所述氟碳树脂由聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙烯基醚共聚物、单氟乙烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照任意配比组成。
7.一种光伏组件，其特征在于，
所述光伏组件包括上盖板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和光伏背板，所述光伏背板为权利要求1-6中任一项所述的功率增益型黑色光伏背板，所述黑色光伏背板的黑色层的位置对应于光伏组件的电池片间隙。
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封装光伏组件用涂层型与复合型背板;杨楚峰;林维红;潘建军;;涂料技术与文摘(12);全文 *

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