[发明专利]复合太阳能光伏汇流焊带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏焊接导带及其制备方法。

背景技术

随着国际经济环境竞争日益激烈，国民经济发展面临巨大挑战，对新能源市场的争夺和战略部署在整个经济市场大背景中的地位日益突出。常规的能源紧张同时对自然环境保护要求的日益严苛下，太阳能作为可再生能源的一种，作为未来能源结构中的最重要组成部分的地位也日益凸显，如何改善太阳能装置的使用效率和寿命，其重要性已不言而喻。太阳能组件的寿命主要取决于其内部连线的疲劳寿命，即涂锡铜导带的使用寿命。由于现代太阳能装置设计的高度集成化而不可拆卸，其中各个光伏打组件如多晶硅及陶瓷组元间在工作中每次温度改变热循环下热应力就会产生应变不匹配，宽度为2mm～62mm、厚度为0.1mm～0.25mm的涂锡铜导带作为导电连接线在热循环过程中就极易导致热疲劳性断裂，甚至在热应力下导致多晶硅太阳能电池板发生脆裂，结果是终结太阳能装置的运行。为了克服涂锡铜导带的这种缺陷，一般是采用控制铜的冷轧变形量或者将铜进行退火再结晶的方法得到软态铜，软态铜的维氏硬度HV0.2＜50，抗拉强度＞240MPa，可以减少热疲劳性断裂热疲劳性断裂产生的机率，但是软态铜的制备方法能耗大，成本高。

发明内容

本发明是要解决现有的涂锡铜导带中软态铜的制备方法成本高的技术问题，而提供复合太阳能光伏汇流焊带及其制备方法。

本发明的复合太阳能光伏汇流焊带是由第一铜层、铝层和第二铜层构成的平行三层复合结构带，复合结构带的宽度为2mm～62mm，厚度为0.1mm～0.25mm，其中铝层位于中间，第一铜层和第二铜层分别位于铝层的上、下两侧，铝层的厚度占复合结构带厚度的50％～80％，第一铜层与铝层的接触率大于99％，第二铜层与铝层的接触率大于99％。

上述的复合太阳能光伏汇流焊带的制备方法以按以下步骤进行：将厚度为0.10mm～0.25mm的铝板作为中间层，上、下覆盖厚度为0.03mm～0.07mm的铜板，加入到压延机中轧制，得到复合板材，然后切割成宽度为2mm～62mm的带条，得到复合太阳能光伏汇流焊带。

本发明的复合太阳能光伏汇流焊带是由铝和铜层构成的包芯式复合结构带，复合结构带的宽度为2mm～62mm，厚度为0.1mm～0.25mm，其中铝为芯，铜层包覆在铝的外表面，铝的厚度占复合结构带厚度的50％～80％，铜层与铝的接触率大于99％。

上述的复合太阳能光伏汇流焊带的制备方法按以下步骤进行：将宽度为1mm～60mm、厚度为0.10mm～0.25mm的铝板作为芯层，外表面包覆厚度为0.03mm～0.07mm的铜板，加入到压延机中轧制，得到复合太阳能光伏汇流焊带。

光伏导带的热应力及应变取决于所用材料的弹性模量和热膨胀系数，基本上是线性关系。本发明突破以工艺性制备软态铜解决热应力的拘囿，在导带材料和结构上进行探索，本发明采用铜包铝的夹芯层复合结构，或采用铜包铝层的平行多层的三明治结构，在导带中引入金属铝中间层实现导带产品应用时的应力降低，同时使产品质量减轻，通过将铜置于外层，为了方便涂挂钎料以及提高其电导率。由于铝为导带缓解应力的关键，其能力比同尺寸纯铜导带超出30％左右。本发明的包芯或三明治结构的铜铝复合导带，由二维热应力计算可以比纯铜多缓解热应力12％～25％、质量减小35％～55％。本发明的复合导带可通过简单机械加工就可以制成具有铜包铝或平行多层复合结构并符合产品规格的导带，无需过多的能耗过程。纯铜部分作为直接导电部分并将涂挂钎料与太阳能元件直接连接，铝材部分作为良导体，由于其比铜优越的柔韧性，可以比铜更好地缓解热循环产生的应力，大幅度延长导带的使用寿命。同时，铝有着比铜低很多的密度，在同样汇流带规格的情况下，含铝的导带质量会有明显降低。铝不仅是良导体，其价格又仅是铜的三分之一，这种方法制成的汇流带就同时提供了大批量生产的规模效应。

本发明的复合太阳能光伏汇流焊带涂挂钎料后与太阳能元件直接连接，作为太阳能组件应用。

附图说明

图1是具体实施方式一的复合太阳能光伏汇流焊带的横截面的结构示意图，图中1为第一铜层，2为铝层，3为第二铜层；图2是具体实施方式十二的复合太阳能光伏汇流焊带的横截面的结构示意图，图中4为铜层，5为铝。

具体实施方式