[發明專利]黑色高反射組合物、涂料、粒料及太陽能電池背板

在審

• 申請號: 202010521753.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111732847A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李楠楠;曹詩易;郭澤文;張宇輝;楊小旭
• 申請（專利權）人: 蘇州福斯特光伏材料有限公司
• 主分類號: C09D5/33
• 分類號: C09D5/33;H01L31/049;H01L31/054
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 李鑫

本發明涉及一種黑色高反射組合物、涂料、粒料及太陽能電池背板，屬于高反射材料技術領域。黑色高反射組合物，包含有核殼結構的粒子，所述核殼結構的粒子由有機黑色染料構成核，由包覆在所述核外的抗紫外助劑構成殼。黑色高反射涂料包含有上述黑色高反射組合物；黑色高反射粒料采用干燥后的黑色高反射組合物作為造粒原料或造粒原料之一。以本申請所述的黑色高反射組合物作為著色組分所制備的太陽能電池背板同時具有對紅外光線的高反射率以及耐久、耐候的使用穩定性。

技術領域

本發明涉及高反射材料技術領域，具體涉及一種黑色高反射組合物、涂料、粒料及太陽能電池背板。

背景技術

太陽輻照的能量主要集中在紫外光區、可見光區及紅外光區，其中紫外光區的輻射能量約占7%，可見光區的輻射能量約占50%，紅外光區的輻射能量約占43%，光伏電池主要吸收波長為400~700nm光波的能量轉化成電能，而在紅外光區的輻射能量則大部分轉化成熱量，由于光伏電池組件的散熱性能較差，這些熱能會造成組件內部溫度快速上升，進而影響組件的轉化效率。若太陽能電池背板的材料可以反射紅外光區的輻射能量，則可以有效降低組件的表面溫度，防止光伏電池組件溫度上升。

常規的黑色太陽能電池背板使用炭黑作為顏料，其在可見光區及紅外光區的反射率僅為4%左右，還是吸收了大部分的輻射能量，其效果遠遠達不到使用需求，因此，需要考慮采用其他類型的顏料或染料作為黑色背板的黑色填料。

但就目前的文獻及市場現有產品來說，從填料類型上看，使用的不同的黑色填料多為無機顏料，如鐵鉻黑、鈣鈦錳氧化物、氧化亞鈷等，其紅外光區的反射率與炭黑相比有所提升，可提升至30%左右，難以達到反射率的要求；使用有機的黑色染料時，雖然可將反射率提升至50%以上，但是，有機的黑色染料在紫外線作用下容易褪色，有不耐用的問題。

現有技術中，采用無機黑色顏料的太陽能電池背板的實例為：申請公布號為CN109713069 A的中國發明專利公開了一種黑色高反射太陽能電池背板及其制備方法，背板包括由上至下依次設置的耐候層、粘結層、PET基體層和黑色功能涂料層。本發明的黑色高反射太能電池背板，通過以無機黑色顏料為主要原料的黑色功能涂料層，及不同反射率PET底材的選擇，在取得美觀效果的同時，紅外波段也具有很高的反射率，尤其是750～1600nm波段反射率可達30～75％，既能將750～1100nm波段的太陽光反射到晶硅電池上，增加了太陽光的利用效率，提高了發電功率，也能將1100～1600nm波段的太陽光反射到空氣中，增加了太陽熱的反射效率，降低了組件溫度，提高了電池片的發電效率。

發明內容

針對上述問題，本發明以提供一種黑色高反射組合物為主要目的進行研究開發，同時提供了使用該組合物的涂料、粒料及太陽能電池背板，以本申請所述的黑色高反射組合物作為著色組分所制備的太陽能電池背板同時具有對紅外光線的高反射率以及耐久、耐候的使用穩定性。

本發明解決上述問題的技術方案如下：

黑色高反射組合物，包含有核殼結構的粒子，所述核殼結構的粒子由有機黑色染料構成核，由包覆在所述核外的抗紫外助劑構成殼。

雖然無機填料可以保證黑色太陽能電池背板的耐候穩定性，但其自身的物化性質使得反射率難以達到期望的要求，因此，本申請發明人希望采用有機的黑色染料來提升紅外光的反射率，同時著手解決有機黑色染料的性能穩定性問題。

作為上述技術方案的優選，所述有機黑色染料為直接耐曬染料、直接重氮染料、直接交鏈染料、含有絡合金屬的偶氮染料中的一種物質，或為包含有上述兩種及以上物質的混合物。

作為上述技術方案的優選，所述有機黑色染料為直接黑144、金屬絡合染料X55、偶氮顏料B27、苯胺黑NO.2、苝黑LP32、苝黑L0086中的一種物質，或為包含有上述兩種及以上物質的混合物。