一种晶硅组件用导热背板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池封装技术领域，尤其涉及一种晶硅组件用导热背板及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 现阶段及未来的发展离不开电能，光伏发电将取之不尽的太阳能转变为电能，具 有巨大的应用价值。光伏电池工作时会受到日光中部分紫外光及大量的红外辐射，其中一 个波长紫外光也只能产生一个空穴电子对，多余的能量转化为热能释放出来，红外辐射对 电池的输出效率没有任何正面帮助，只能转变为热能，同时在光-电转换过程也会产生特 有的耦合热效应，如果不能有效散热，将导致电池组件的温度升高。根据晶体硅的半导体 特性，温度每升高l°c，其光-电转换效率将降低0. 4%左右；因此，温度升高将使电池组件 光-电转换效率显著降低，同时还将加速电池组件的老化损坏，可见降低组件整体的温度 对电池效率的提尚具有很大的意义。
[0003]目前，降低组件内部温度有三个途径：组件后面安装散热装置，提高封装胶膜导热 系数及提高背板导热系数。背板作为组件与外界接触的媒介，是太阳能电池最有效的散热 路径。常规太阳能背板结构增强层一般为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)，但是PET基材本 身低的导热系数，制约了整体背板导热性的提高。专利CN102544380A公开了一包括金属 板层、以及涂覆在金属板层一面或两面的有机绝缘层，其所述有机绝缘层含有钛白粉和聚 酰亚胺，可制备得到导热系数高达I. 2W/m ? K的背板，但是其水汽透过率相对较大，且聚酰 亚胺在老化过程中，黄变大，耐老化性能差。专利CN104103705A公开了一种具有七层结构 背板，其中有三层导热粘结层，两层氟膜，一层PET和一层金属基板，虽然此背板粘结层做 了导热改进，并加了金属板，但是受PET低导热系数的限制，仍然不能达到预期散热效果， 同时此背板制备工艺复杂，在使用过程中可能出现粘结层失效等状况，这种弊端也存在于 与专利CN104103705A相似结构的CN103681915A专利中。专利CN104143578A采用聚丙烯 合金代替PET，聚酰胺代替氟膜材料，内层反射层为聚烯烃材料，使用环氧基团的乙烯共聚 物为粘合层，然而这几种聚合物材料导热系数均不高，且耐候性不及传统背板材料。专利 CN104201226A仍然采用PET为基材，只是通过增加红外反射层，提高背板内层红外光反射 性，不能有效降低组件内部温度。专利CN101359700A公开了一种铝合金背板太阳电池，虽 然其在太阳电池互联条和电极引线与EVA胶膜之间，敷设聚酯薄膜条以提高电绝缘性能， 然而此太阳能电池组装时，加热过程中，聚酯膜条容易移位，导致互联条、电池片与铝合金 背板直接接触，达不到绝缘性要求，易造成短路，存在很大的安全隐患。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是目前背板在散热技术上的难题，开发一种能够将红外 光反射出去，且本身具有高导热系数的背板及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种晶硅组件用导热背板，包括基膜层及位于基膜层两侧的反射层与耐候层；所 述基膜层包括金属板层，以及涂覆在金属板层任意一侧或两侧的有机绝缘层。
[0007] 进一步地，所述金属板层为不锈钢板、铝箔、铜箔和铝合金中的一种，其表面为粗 糙面，粗糙度R z= 5~6 y m，针孔度彡3个/m2,针孔直径彡0? 2mm，厚度为5~500 y m，优 选为10~300 ym。
[0008] 进一步地，所述有机绝缘层包括80~100质量份的聚酰亚胺、0~12质量份的娃 烷偶联剂改性的钛白粉、〇~12质量份硅烷偶联剂改性的导热填料。
[0009] 进一步地，所述反射层由甲、乙两组份按照质量比1~5:1组成，所述甲组分包括 30~45份氟碳树脂、0~20质量份偶联剂改性导热填料0. 1~1. 5质量份锡类催化剂、 10~35质量份的增反填料；所述增反填料由玻璃微球、钛白粉中的一种或多种按照任意配 比组成，所述乙组份为异氰酸酯固化剂。
[0010] 进一步地，所述耐候层由甲、乙两组份按照质量比1~5:1组成，所述甲组分包括 30~45质量份氟碳树脂、0~25质量份偶联剂改性钛白粉、0. 1~1. 5质量份锡类催化剂、 10~35质量份的导热填料，所述导热填料为氮化铝、碳化硅、氮化硼、氧化镁中的一种或多 种按照任意配比组成，粒径为0. 1~5 ym，以提高涂层对基底材料的遮盖力，同时避免紫外 线到达基板，提高背板的耐候性；所述乙组份为异氰酸酯固化剂。
[0011] 进一步地，所述甲组分还包括〇. 2~5质量份润湿分散剂、0. 1~1质量份流平剂。
[0012] 一种晶硅组件用导热背板的制备方法，该方法具体为：
[0013] 基膜层的制备：在氮气气氛下，将40~50质量份二胺类化合物溶解于的500份溶 剂中，搅拌至完全溶解，加入〇~12质量份的硅烷偶联剂改性的钛白粉、0~12质量份的 硅烷偶联剂改性的导热填料；然后分3次加入摩尔量为二胺类化合物摩尔量0. 95~1. 05 倍的四甲酸酐类化合物，3次质量比依次为7:2:1，每次间隔30min，加料完成后在氮气气氛 下，10~40°C聚合反应3~48h，得到粘度在1000~9000mPa *S的聚酰亚胺前体溶液；在 金属板层任意一侧或两侧涂布聚酰亚胺前驱溶液，在60~200°C干燥10~60min，得到聚 酰亚胺层前体干膜；再将聚酰亚胺层前体干膜经280~380°C下，亚胺化10~60min，形成 基膜层，收卷备用。
[0014] 反射层涂料的制备：将15~35质量份无水稀释剂A倒入砂磨机中，低速搅拌下向 其中依次加入30~45质量份氟碳树脂、0~20质量份偶联剂改性导热填料及0. 1~1. 5 质量份锡类催化剂、10~35质量份的增反填料，碾磨至颗粒细度< 5 y m，加适量无水稀释 剂A调整粘度至500~2000mPa ? S，过滤，制得甲组份，存放于干燥密封容器中待用；称取 40~65质量份异氰酸酯固化剂与35~60质量份无水稀释剂B混合均匀，过滤，制得乙组 份，存放于干燥密封容器中待用。
[0015] 耐候层涂料的制备：将15~35质量份无水稀释剂A倒入砂磨机中，低速搅拌下向 其中依次加入30~45质量份氟碳树脂、0~20份偶联剂改性钛白粉及0. 1~1. 5质量份 锡类催化剂、2~25质量份的导热填料，碾磨至颗粒细度< 5 y m，加适量无水稀释剂A调整 粘度至500~2000mPa *S，过滤，制得甲组份，存放于干燥密封容器中待用；称取40~65份 异氰酸酯固化剂与35~60质量份无水稀释剂B混合均匀，过滤，制得乙组份，存放于干燥 密封容器中待用。
[0016] 将反射层涂料的甲、乙两组份按照质量比1~5:1混合均匀后，涂布在基膜层的 一侧，在120°C~200°C固化0. 5至20min后，获得反射层；然后将耐候层涂料的甲、乙两组 份按照质量比1~5:1混合均匀后，涂布在基膜层的另一侧，在120 °C~200 °C固化0. 5至 20min后，获得耐候层，完成导热背板的制备；或者先在基膜层一侧制备耐候层，再制备反 射层。
[0017]进一步地，所述二胺类化合物由对苯二胺（P-PDA)、间苯二胺（m-PDA)、4, 4'-二 氛基二苯酿（4, 4' -0DA)、3, 4'-二氛基二苯酿（3,4' -0DA)、4, 4'-二氛基二苯基甲烧 (4, 4' -MDA)、4, 4' -双（4-氨基苯氧基）联苯（4, 4' -BAPB)、4, 4' -二氨基苯砜（4, 4' -DDS)、 4,4'-二氨基苯酰替苯胺（4,4'-0484)、2-(4-氨基苯基）-5-氨基苯并噁唑、双（3-氨 基-4-羟基苯基）