本发明涉及太阳能背板技术领域，具体涉及一种散热型太阳能电池背板材料。
背景技术：
光伏发电是当今世界利用新能源的一种主要形式。得益于无穷无尽的太阳能资源，借助于光生伏特效应，采用半导体材料就能够实现太阳光转换为电能。晶硅太阳能电池目前使用广泛，但是其对太阳能的利用率较低，大部分太阳能没有被利用，会转换为热能使得太阳能组件温度升高，从而导致组件光电转换效率降低。而组件工作温度的升高对晶硅太阳能电池具有负温度效应，温度越高，对太阳能的转换越不利。据相关资料报道，随着组件温度升高1℃，组件的光电转换效率会下降，相应的组件功率输出降低0.4％左右。因此为了提高太阳能组件的功率输出，就需要降低组件的温度，而这就依赖于增强导热的太阳能背板将组件的温度传导到空气侧从而实现组件温度的降低。
太阳能组件由正面的钢化玻璃、eva胶膜、电池片、eva胶膜和背板组成，面向太阳光的这部分的热传导效果是不明显的，而组件的主要热能则通过电池片背后的eva胶膜，特别是背板传导出去。背板在太阳能电池组件中起到了支撑和保护的作用，具有耐候、阻水、绝缘性能，但是目前背板所用的pet基材导热性能并不理想，导热系数只有0.22w/(mk)；低导热系数的背板不利于太阳能电池组件的导热散热，相应组件的温度也就难以降低，太阳能电池的光电转化效率会降低。针对这个情况，当前有采用导热系数较好的金属背板来取代传统pet基的聚合物背板，也有采用复合了耐候层的铝箔作背板的，但是这些背板对绝缘性能的要求比较严苛，为了达到绝缘目的的后处理步骤比较繁复，而且金属背板质量重，操作不便捷；而采用辐射散热材料制成散热涂层达到组件降温目的是较常见的方式，但涂层一般比导热系数低的pet基材薄得多，pet基材构成主要热阻，从而散热涂层效果并不理想。针对于此，有必要研究背板材料与优化设计背板结构来加强太阳能组件的导热性，降低组件的温度，提高太阳能电池的效率。
技术实现要素：
本发明的目的是为了提供一种能增强散热的太阳能电池组件用背板材料，该背板能够降低太阳能组件的温度，从而提高太阳能组件的光电转换效率，增大太阳能组件的功率输出。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种散热型太阳能电池背板材料，所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层；所述的导热支撑层厚度在100-500微米，由40-80wt％的主体树脂、20-60wt％的导热填料、0.1-5wt％的偶联剂、0.1-10wt％的改性剂、0-2wt％的紫外吸收剂、0-2wt％的紫外屏蔽剂、0-2wt％的抗氧剂组成；所述的热辐射耐候层厚度在5-30微米，由50-80wt％的氟树脂、20-50wt％的辐射填料、0-5wt％的固化剂组成；所述的导热支撑层为偶联剂处理的导热填料与其它组成混合后经熔融挤出造粒，造粒后再熔融挤出拉伸得到，热辐射耐候层涂布在导热支撑层上；
进一步地，所述导热填料由粒径在0.5-30微米的硅微粉、膨胀石墨、碳纤维、氧化铝、泡沫铝、氧化锌、硫化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁晶须、氧化锌晶须、石墨烯/氮化硼超晶格的一种或几种按任意配比混合组成；
进一步地，所述辐射填料为粒径在0.1-5微米的碳化硅、氧化锆、氧化铁、二氧化钛、炭黑、氧化锰、氧化铬、二氧化硅的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地，所述偶联剂处理是将偶联剂配成10-30wt％的乙醇溶液，再用乙酸调节所配溶液的ph至3-8，将导热填料加入高速混合机内；再将溶液用喷雾的方式加入高速混合机内，在20-60℃以300-2000rpm高速混合10-30min，得偶联剂处理的导热填料；最后用动态干燥法干燥导热填料。
进一步地，所述动态干燥法具体为：偶联剂处理的导热填料在高速搅拌机内以10-200rpm低速搅拌，同时从高速搅拌机的底部鼓入40-60℃的干燥空气处理30-90min，从而实现导热填料边搅拌、边悬浮干燥。
进一步地，所述偶联剂由n-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、植物酸型单烷氧基类钛酸酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地，所述主体树脂由聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚己内酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地，所述改性剂由顺丁烯二酸酐、苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝乙酸乙烯共聚物、苯乙烯与丙烯酸缩水甘油酯共聚物、间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、改性聚丙烯酸酯、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体、氢化苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物的一种或几种按任意配比混合组成。所述的紫外吸收剂由2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯并三唑的一种或几种按任意配比混合组成。所述的紫外屏蔽剂由粒径在0.1-5微米的炭黑、氧化锌、锌钡、碳酸钙、滑石粉、氧化亚铅的一种或几种按任意配比混合组成。所述的抗氧剂由四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)三酮、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地，所述氟树脂由聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯/六氟化丙烯共聚体、乙烯/四氟乙烯共聚体、乙烯/三氯氟乙烯共聚体、四氟乙烯/过氟化乙烯共聚体、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物的一种或几种按任意配比混合组成。所述的固化剂由甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯预聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、二苯甲烷二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯-三羟甲基丙烷甲醇物、甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷加成物、甲苯二异氰酸酯-二元醇加成物的一种或几种按任意配比混合组成。
一种权利要求1所述散热型太阳能电池背板材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将偶联剂配成10-30wt％的乙醇溶液，并用乙酸调节所配溶液的ph在3-8，备用。
(2)将导热填料加入高速混合机，然后将步骤1配制的溶液采用喷雾的方式加入高速混合机内，在20-60℃以300-2000rpm高速混合10-30min后,再用动态干燥法干燥，即在低速10-200rpm搅拌下通入40-60℃干燥空气干燥30-90min，即得偶联剂处理的导热填料。
(3)将主体树脂加入高速混合机中，再加入步骤2偶联剂处理的导热填料，于20-60℃以300-2000rpm高速混合10-30min后，再依次加入改性剂、紫外吸收剂、紫外屏蔽剂和抗氧剂，再300-2000rpm高速混合5-20分钟后出料，得混合料。
(4)将混合料进行熔融挤出造粒，相应的螺杆造粒机温度控制在180-350℃，转速100-300rpm，得造粒料。
(5)将造粒料通过挤出机进行熔融挤出、拉伸后得到所述的导热支撑层，挤出机的温度控制在200-350℃，转速在100-300rpm。
(6)将氟树脂、辐射填料、固化剂混合，得涂料。
(7)通过喷涂或刮涂等工艺将步骤6所得涂料100-200℃温度下涂布并固化在导热支撑层表面，形成一层热辐射耐候层，得散热型太阳能电池背板材料。
本发明的有益效果是，本发明的制备过程实用有效，通过填充偶联剂处理的导热填料，使得支撑层具有较好的导热效果；通过添加辐射填料，耐候层又具有散热效果，从而所构成的太阳能电池背板材料能够很好的将组件内的热量传导出去，降低太阳能电池组件的温度，从而提高了组件的光电转换效率，增加太阳能组件的功率输出。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于实施例。
实施例1
一种散热型太阳能电池背板材料，所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层，其中内层厚度在450微米，外层厚度在5微米。
导热支撑层为64wt％的聚萘二甲酸乙二醇酯和0.5wt％的n-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷改性修饰的25wt％氧化铝颗粒经过螺杆挤出造粒后，再和9wt％的苯乙烯嵌段共聚物、0.5wt％的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.5wt％的碳酸钙、0.5wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯等混合均匀于200-350℃熔融挤出拉伸制备得到。
然后在导热支撑层表面喷涂一层热辐射耐候层。该耐候层为78wt％的聚三氟氯乙烯、20wt％的氧化铁、2wt％的甲苯二异氰酸酯三聚体所混合配得的涂料，喷涂后在温度100℃下固化。即得一种散热型太阳能电池背板材料。
实施例2
一种散热型太阳能电池背板材料，所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层，其中内层厚度在380微米，外层厚度在10微米。
导热支撑层为55wt％的聚己内酰胺和2wt％的n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性修饰的34wt％的5：1的氧化镁晶须与膨胀石墨混合物经过螺杆挤出造粒后，再和6wt％的间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、1wt％的2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚、1.5wt％的锌钡、0.5wt％的二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]等混合均匀于200-350℃熔融挤出拉伸制备得到。
然后在导热支撑层表面刮涂一层热辐射耐候层。该耐候层为69wt％的四氟乙烯/六氟化丙烯共聚体、30wt％的氧化锆、1wt％的异佛尔酮二异氰酸酯-三羟甲基丙烷甲醇物所混合配得的涂料，喷涂后在温度120℃下固化。即得一种散热型太阳能电池背板材料。
实施例3
一种散热型太阳能电池背板材料，所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层，其中内层厚度在330微米，外层厚度在20微米。
导热支撑层为49wt％的1：1的聚萘二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯混合物和1wt％的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯改性修饰的45wt％的10：1的碳化硅与石墨烯/氮化硼超晶格的混合物经过螺杆挤出造粒后，再和4wt％的马来酸酐接枝乙酸乙烯共聚物、0.25wt％的2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯并三唑、0.5wt％的氧化亚铅、0.25wt％的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯等混合均匀于200-350℃熔融挤出拉伸制备得到。
然后在导热支撑层表面喷涂一层热辐射耐候层。该耐候层为65wt％的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、38wt％的的1：1的氧化锆与氧化铬混合、7wt％的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体所混合配得的涂料，喷涂后在温度170℃下固化。即得一种散热型太阳能电池背板材料。
实施例4
一种散热型太阳能电池背板材料，其特征在于：所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层，其中内层厚度在260微米，外层厚度在30微米。
导热支撑层为43wt％的聚对苯二甲酸丙二醇酯和1wt％的1：1的3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷与乙烯基三甲氧基硅烷的混合物改性修饰的52wt％的1：1的硅微粉与硫化锌混合物经过螺杆挤出造粒后，再和2wt％的丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体、0.75wt％的2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、0.7wt％的二氧化钛、0.55wt％的1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)三酮等混合均匀于200-350℃熔融挤出拉伸制备得到。
然后在导热支撑层表面喷涂一层热辐射耐候层。该耐候层为54wt％的乙烯/三氯氟乙烯共聚体、45wt％的碳化硅、1wt％的甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷加成物所混合配的的涂料，喷涂后在温度185℃固化。即得一种散热型太阳能电池背板材料。
实施例5
一种散热型太阳能电池背板材料，其特征在于：所述背板的内层为导热支撑层，外层为热辐射耐候层，其中内层厚度在180微米，外层厚度在15微米。
导热支撑层为75wt％的2：1的聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚酰胺混合物和1.5wt％的复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂改性修饰的20wt％的1：4的氧化锌晶须与泡沫铝混合物经过螺杆挤出造粒后，再和1wt％的改性聚丙烯酸酯、0.5wt％的2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2wt％的氧化锌、2wt％的二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]等混合均匀于200-350℃熔融挤出拉伸制备得到。
然后在导热支撑层表面刮涂一层热辐射耐候层。该耐候层为70wt％的1：2的乙烯/三氯氟乙烯共聚体与四氟乙烯/过氟化乙烯共聚体的混合物、28wt％的二氧化硅、2wt％的1：1的甲苯二异氰酸酯预聚体与异佛尔酮二异氰酸酯三聚体的混合物所混合配的的涂料，喷涂后在温度145℃下固化。即得一种散热型太阳能电池背板材料。
在实施例3中，取消导热填料的加入，参照同样制备方法所得背板即为对比例。
对实施例1-5所制的的一种散热型太阳能电池背板材料进行性能检测，结果如下表1所示。
表1：背板的性能
将实施例1、3和对比例所制的的背板材料做成太阳能组件，在同样环境条件下测试相应的组件性能，如表2。
表2：组件的性能
由表1和2的数据可以说明本发明的背板材料性能具有较大的导热系数，能够很好的将组件内的热量传导出去，降低太阳能电池组件的温度，从而提高了组件的光电转换效率，增加太阳能组件的功率输出。此外本发明的背板材料在其它方面的性能也具有较优的表现，能够满足太阳能电池组件对背板材料的要求。
另，表1和2相应的性能测试方法参照下列相应的标准进行测试；
导热系数：测试方法参照astmd5470-2006《薄的热导性固体电绝缘材料传热性能的测试标准》。
局部放电：测试方法参照iec60270《局部放电标准测试》。
反射率：测试方法参照astmd1003《透明塑料透光率和雾度试验方法》。
水汽透过率：测试方法参照gb/t26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定：红外检测器法》。
伸强度和断裂伸长率：测试方法参照gb/t13542.4-2009《电气绝缘用薄膜(第4部分):聚酯薄膜》。
剥离强度：测试方法参照gb/t2792-2014《胶粘带剥离强度的试验方法》。
最大初始功率：测试方法参照iec61215《地面用晶体硅光伏组件：设计鉴定和定型》，选择60片多晶硅电池组件。
组件温度：测试方法参照iec61215《地面用晶体硅光伏组件：设计鉴定和定型》。
组件功率：测试方法参照iec61215《地面用晶体硅光伏组件：设计鉴定和定型》，选择60片多晶硅电池组件。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。