一种专用于超薄光伏电池片焊接用的低熔点光伏焊带及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种专用于超薄光伏电池片焊接用的低熔点光伏焊带及其制备方法与应用。所述光伏焊带的制备步骤：将锡、铅、铋、银、铜进行混合熔解，制得合金混合物；将所得合金混合物放入锡炉内加热，得低熔点焊料；将铜丝压延成铜带后直接退火，之后冷却至室温制得铜带；将所得铜带或直接将铜丝用助焊剂浸泡，随后干燥并将所得铜带或铜丝送入锡炉内，将所得低熔点焊料涂覆在铜带或铜丝表面，得到表面涂有低熔点焊料的涂锡铜带或涂锡铜丝；将所得涂锡铜带或涂锡铜丝冷却，并将冷却后的铜带和铜丝收卷成滚轴，最后真空包装，即得低熔点光伏焊带。本发明专利技术工艺简单，成本低，制备得到的光伏焊带导电性能好，熔点低，专用于超薄光伏电池片焊接。

A kind of low melting point photovoltaic welding tape for ultra thin photovoltaic cells and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种专用于超薄光伏电池片焊接用的低熔点光伏焊带及其制备方法与应用
本专利技术属于光伏新能源
，尤其是涉及一种专用于超薄光伏电池片焊接用的低熔点光伏焊带及其制备方法与应用。
技术介绍
太阳能光伏电池是一种非常有前景的新型电源，它具有永久性、清洁性和灵活性三大优点；但目前太阳能光伏发电成本还是要远远高于常规水利及火力发电，所以降低光伏电池片组件生产成本成为各企业的重中之重。在光伏电池片组件当中，原材料光伏电池片的成本占据整个组件生产成本的80％以上，常规光伏电池片厚度通常为180±5um，使用的光伏焊带通常是以锡铅合金为主二元合金焊料，焊料熔点183℃，机焊温度通常为200-210℃。在200-210℃焊接温度下，光伏电池片基材的热膨胀系数约为2.4×10-6/K，锡铅合金热膨胀系数为27×10-6/K，铜基材为18.5×10-6/K，焊接温度越高，电池片基材与光伏焊带间的受热伸长量差异越大。当光伏电池片厚度在180um时，因加热而产生的应力尚能支撑，但光伏电池片会有不同程度的翘曲。为了降低光伏组件的材料成本，光伏电池片的厚度将不断下降(厚度为120-170um)，如果使用常规光伏焊带，在加热200℃后，光伏电池片与焊带之间的拉伸应力会超过光伏电池片的承受能力，从而产生隐裂甚至破裂，因此，必须要设计一种符合超薄光伏电池片使用要求的光伏焊带，这种光伏焊带需要具备较低的熔点和较低的焊接温度及较低的热膨胀系数，且需要具备良好的导电性能和焊接性能。本专利技术就是为解决这一问题而产生的。
技术实现思路
<br>本申请针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种专用于超薄光伏电池片焊接用的低熔点光伏焊带及其制备方法与应用。本专利技术工艺简单，成本低，制备得到的光伏焊带导电性能好，熔点低。本专利技术的技术方案如下：一种低熔点光伏焊带，所述光伏焊带由铜带或铜丝与光伏焊料组成；其中所述光伏焊料包括以下金属成分：锡、铋、银、铜。所述光伏焊料还包括铅，质量百分比为0-50％。所述光伏焊料中原料的质量百分比为：铋10-20％、银0-5％、铜0-5％，其他组份为锡及少量不可避免的杂质。所述的光伏焊带的制备方法具体包括：(1)合金制备：将锡、铅、铋、银、铜进行混合熔解，制得合金混合物；(2)光伏焊料的制备：将步骤(1)中所得合金混合物放入锡炉内加热，使得锡炉内温度保持在150-193℃范围内，得光伏焊带用低熔点焊料；(3)铜带制备：将铜丝压延成铜带后直接退火，此时铜带的行进速度保持在100-150m/min，冷却至室温；(4)表面涂覆焊料：将步骤(3)中所得铜带或直接将铜丝用助焊剂浸泡，随后干燥，将所得铜带或铜丝送入步骤(2)中的锡炉内，将步骤(2)中所得光伏焊带用低熔点焊料涂覆在铜带或铜丝表面，并通过风刀控制铜带或铜丝表面的光伏焊料涂层，得到表面涂有低熔点焊料的涂锡铜带或涂锡铜丝；(5)包装：将步骤(4)中所得涂锡铜带或涂锡铜丝使用风扇或风道进行冷却，并将冷却后的铜带和铜丝收卷成滚轴，最后真空包装，即得低熔点光伏焊带。步骤(1)中所述熔解温度为128-180℃。步骤(4)中所述助焊剂包括溶剂型助焊剂和水剂型助焊剂。步骤(4)中所述铜带或铜丝表面的光伏焊料涂层厚度为5-40μm。一种光伏焊带在超薄光伏电池片焊接中的应用。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术的低熔点光伏焊带所用焊料为锡Sn、铅Pb、铋Bi、银Ag、铜Cu等金属组成的三元、四元或五元合金焊料，低熔点光伏焊带在较宽的温度范围内与常规光伏焊带有着相同的物理性能，并且很多化学特性相似，但由于加入不同的合金成分，低熔点光伏焊带可以降低熔点，减少表面张力，其熔化温度为119℃～168℃，热膨胀系数约为20×10-6/K，与铜基材相近，由于有着较低的热膨胀系数及焊接温度，在与超薄光伏电池片焊接后，光伏电池片变形量很小，应力小于光伏电池片承受能力，可大幅降低超薄光伏电池片的隐裂和碎片率。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1步骤一，按以下质量百分比将各种金属组分放在一起熔解来配制合金成分，熔融温度为128℃；锡Sn：45-55％铅Pb：40-50％铋Bi：12-15％银Ag：1-2％铜Cu：1％步骤二，将步骤一所得的合金放入锡炉内，锡炉内的温度保持在183℃-193℃，制备得到光伏焊料。步骤三，将铜丝压延成铜带直接退火，并冷却至室温，此时铜带的行进速度保持在100m/min。步骤四，采用热浸法涂锡：将铜带浸泡溶剂型助焊剂，然后经过锡炉，将步骤二中得到光伏焊料涂覆在铜带表面，通过风刀控制铜带表面的涂锡层厚度，此时厚度达到10微米。步骤五，使用风扇对涂有焊料的铜带的正反面进行冷却，将冷却后的低熔点的光伏焊带进行收卷成滚轴，真空包装。本实施例所得的低熔点光伏焊带焊接温度在173-183℃。实施例2步骤一，按以下质量百分比将各种金属组分放在一起熔解来配制合金成分，此时熔融温度为129℃；锡Sn：50-52％铋Bi：15-18％铅Pb：30-32％银Ag：1-2％铜Cu：1-2％步骤二，将第一步所得的合金放入锡炉内，锡炉内的温度保持在159℃-169℃，制备得到光伏焊料。步骤三，采用热浸法涂锡：将铜丝浸泡在水溶型助焊剂中，然后经过锡炉，将步骤二中得到光伏焊料涂覆在铜丝表面，通过风刀控制铜丝表面的涂锡层厚度，此时厚度达到4微米。步骤四，使用风扇对涂有焊料的铜丝进行冷却，将冷却后的低熔点的光伏焊带进行收卷成滚轴，真空包装。本实施例所得的低熔点光伏焊带焊接温度在149℃-159℃。实施例3步骤一，按以下质量百分比将各种金属组分放在一起熔解来配制合金成分，此时熔融温度为130℃；锡Sn：44-45％铅Pb：46-47％铋Bi：6-10％银Ag：1-2％铜Cu：2-3％步骤二，将第一步所得的合金放入锡炉内，锡炉内的温度保持在187℃-193℃，制备得到光伏焊料。步骤三，将铜丝压延成铜带直接退火处理，此时铜带的行进速度保持在120m/min。步骤四，采用热浸法涂锡，铜带浸泡溶剂型助焊剂，然后经过锡炉，将步骤二中得到光伏焊料涂覆在铜带表面，通过风刀控制铜带或铜丝表面的涂锡层厚度，此时厚度达到35微米。步骤五，使用风扇对涂有焊料的铜带的正反面进行冷却，将冷却后的低熔点的光伏焊带进行收卷成滚轴，真空包装。本实施例所得的低熔点光伏焊带温度在177℃-187℃。测试例将实施例1制备得到的光伏焊带与常规焊带进行性能测试，得到如下表所述结果：从以上表格数据可以看出：通过本专利技术申请制备得到的光伏焊带相比于对比例1中的常规焊带具有较底的焊料热膨胀系数，以及较底的焊接温度，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低熔点光伏焊带，其特征在于，所述光伏焊带由铜带或铜丝与光伏焊料组成；其中所述光伏焊料包括以下金属成分：锡、铋、银、铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种低熔点光伏焊带，其特征在于，所述光伏焊带由铜带或铜丝与光伏焊料组成；其中所述光伏焊料包括以下金属成分：锡、铋、银、铜。


2.根据权利要求1所述的光伏焊带，其特征在于，所述光伏焊料还包括铅，质量百分比为0-50％。


3.根据权利要求1所述的光伏焊带，其特征在于，所述光伏焊料中原料的质量百分比为：铋10-20％、银0-5％、铜0-5％，其他组份为锡及少量不可避免的杂质。


4.一种如权利要求1-2中任一项所述的光伏焊带的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
(1)合金制备：将锡、铅、铋、银、铜进行混合熔解，制得合金混合物；
(2)光伏焊料的制备：将步骤(1)中所得合金混合物放入锡炉内加热，使得锡炉内温度保持在150-193℃范围内，得光伏焊带用低熔点焊料；
(3)铜带制备：将铜丝压延成铜带后直接退火，此时铜带的行进速度保持在100-150m/min，冷却至室温；
(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：程中广，华鑫，
申请(专利权)人：无锡市斯威克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32