[发明专利]太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池功能组件材料，特别涉及太阳能光伏电池导电无 铅涂锡合金铜带。

背景技术

由于能源资源的短缺，促使人类须尽快开发新能源及高效节能材料，这是21 世纪必须解决的重大课题。清洁的、可再生的太阳能受到全球的重视，所以，研发 太阳能电池，就是当今世界科技界和产业界的重点研究发展方向之一。目前太阳能 电池市场上使用的光伏电池功能组件材料涂锡合金铜带，其中的涂层合金多为含铅 的锡合金，这就带来了涂锡合金铜带在生产和使用过程中无法避免的铅污染和毒害 问题，不利于人体健康和环境保护。CN101058133A公开了一种SnAgCuNi系无铅焊 锡合金，其成分以重量％计为：Ag1.5-2.5，Cu0.1-0.8，Ni0.01-0.5，P0.001-0.1， BiO-0.01，Sn余量；CN101120109A公开了一种焊接合金，其成分以重量％计为： Cu0.5-4，Ag0.1-1，Sb0.2-3，BiO-1.5，Zn0-2，NiO-0.3，Co0-0.3，P0-0.01，In 0-0.2，Ge，0-0.1，Sn余量。上述两种合金虽然都是无铅焊锡合金，但是由于合金 中均含有价格昂贵的贵金属银，生产成本比较高。

CN101051535A公开了一种无铅焊锡合金，其成分以重量％计为：Ag0.1～3.5， Cu0.1～3.5，10以下的作为氧化抑制元素的P、Ge、K、Zn、Cr、Mn、Na、V、Si、 Ti、Al、Li、Mg、Ca、Zr中的一种以上，余量为Sn。该合金主要用作配线导体的 终端焊接用料，而没有用作太阳能电池的功能组件材料。其中虽然存在添加0.7％ Cu、0.01％Ti的实施例，但是其中并没有公开同时含有Cu、Ti、Si、P的技术 方案，也没有公开将Si、P与Cu、Ti结合的启示，更没有该合金的力学性能、 物理性能等方面的测试数据报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新的太阳能光伏电池导电无 铅涂锡合金铜带。本发明无铅涂锡合金铜带的涂层锡合金既不含铅，也不含银，使 该材料在生产和应用过程中，减少了对人体健康的危害和对环境的污染，具有显著 的环保优势，适应国际无铅环保、绿色能源的潮流，同时也降低了生产成本，有利 于促进我国光伏产业的持续发展能力。

本发明的技术解决方案是，适当改变锡合金的成分，使用一种既不含铅，也不 含银和价格较贵的铟的无铅锡合金，无铅的锡合金通过热浸涂方法包复在铜带上， 即形成本发明的无铅涂锡合金铜带。

本发明太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带由铜带(1)和包复在铜带(1) 外面的锡合金层(2)组成，其特征是，所说的锡合金层(2)的成分以重量％计为： Cu0.10～2.00，Ti0.01～0.30，Si0.01～0.50，P0.05～0.8，余量为Sn。所说的涂锡合金铜 带的总厚度为0.05～0.30mm，宽度为0.10～20.0mm；所说的锡合金层的厚度为涂锡 合金铜带总厚度的10～30％。

本发明中的锡合金添加Cu、Ti、P、Si等元素，可使钎焊接头强度增大，不脱 焊，减少表面氧化，提高耐腐蚀性和润湿性。Ti的加入，在一定程度上替代了Ag、 Sb等元素的作用，Si的加入除了进一步提高钎焊接头强度外，还可同时提高钎焊料 对太阳能晶体硅电池的抗氧化性能及抗腐蚀性能。本发明的热浸涂方法是采用中国 专利“金属带热浸涂装置”(专利号：02133815.9)所公开的方法进行的。

同现有技术相比，本发明有如下优点和积极效果：

1、本发明无铅涂锡合金铜带的涂层锡合金不含铅，使该材料在生产和应用过 程中，减少了对人体健康的危害和对环境的污染，具有显著的环保优势，适应国际 无铅环保、绿色能源的潮流。

2、本发明中的锡合金采用添加Cu、Ti、Si、P等微量元素可使钎焊接头强度增 大，不脱焊，减少表面氧化，提高耐腐蚀性和润湿性，提高电池板的使用工作寿命。

3、本发明中的锡合金去掉了贵金属Ag和价格较贵的In元素，降低了生产成 本。

4、由于本发明的热浸涂方法是采用中国专利“金属带热浸涂装置”(专利号： 02133815.9)所公开的方法进行的，所获得的涂层合金结晶致密，光亮度高，在钎 焊过程中微晶合金可使润湿性能提高。微晶可抗腐蚀，与现有工艺相比，冷却速度 快，生产效率提高，可节约大量保护气体。

附图说明