[发明专利]一种铝基材光伏焊带的制造方法

说明书

本发明提供了一种以铝基材线材为光伏焊带基材，通过超声波空洞效应加工，在铝基材线材外形成焊锡合金层，实现铝基线材外表镀锡制造光伏焊带的方法，包括将经过铝丝压延并退火处理的规定截面形状和外形尺寸的铝带，浸入到锡槽中熔融状态焊锡合金液中，通过超声波空洞效应，对铝带线材外表进行表面处理，将焊锡合金和铝带表面进行金属扩散结合，形成铝基线材的表面镀锡合金层。本发明的制作方法，取代了以铜基材线材制作光伏焊带的传统方法。由于铝基材具有更小的屈服强度，使铝基材涂锡光伏焊带更适合大尺寸，更薄电池片的发展趋势，降低了和大尺寸更薄电池片焊接时发生的碎片率。同时铝基材线材和铜基材线材相比，大幅降低了焊带的成本。

技术领域

本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种铝质线材表面涂锡光伏焊带及其制造方法。

背景技术

光伏发电所采用的基本直流单元由光伏组件组成。光伏组件由若干个光伏电池串并联电学连接形成，保持一定的电学输出特性。单片光伏电池之间的连接就是通过光伏焊带和光伏电池片上主栅线电极的连接来实现。其中，绝大部分是通过光伏焊带表面的焊锡合金和主栅线电极焊接实现的，小部分通过导电胶带或导电胶和主栅线实现连接的。

因此，光伏焊带是光伏组件的重要组成部分，通过电池片的连接形成电池串，再将光伏组件中的若干电池串连接起来，使光伏组件中所有电池片产生的电流汇流输出，起到电池片之间的连接和将电池片产生的电能进行汇集、传输的作用。

光伏电池和焊带的焊接由三部分组成：硅片、正面主栅线的银浆和背面主栅线的银铝浆和焊带。由于这三部分材料热膨胀系数差异较大，在焊接后会存在较大的热应力差，造成电池片的弓形。电池片的弓形一般发生在冷却的过程中，焊料融化后要迅速冷却到室温，冷却速度可高达150℃/s，由于材料热膨胀系数的差异，必然导致热应力的存在，因此冷却后出现弓形。低屈服强度超软焊带，可以从一定程度上明显降低这种弓形，进而降低组件的碎片率。事实证明超软焊带会明显降低焊接碎片率，而且硅片越薄，焊带就要越软。

随着光伏硅片和电池技术的发展，为降低电池硅片的成本，晶硅硅片的面积越做越大，从125mm扩大到目前的210mm的主流硅片尺寸，电池片的厚度却从200um降低到175um甚至160um。对于异质结光伏电池硅片厚度，非常大的可能会从目前的160um降低到120um。

传统的光伏焊带是采用铜带或无氧铜带，在拉力作用下通过助焊剂池，而后浸入并通过装有熔融焊锡合金的焊锡炉，铜带出炉后，通过冷却，形成表面镀有焊锡合金的光伏焊带。由于铜基光伏焊带本身如，伸长率和屈服强度等机械特性的限制，用于超薄大尺寸电池片焊接时，碎片率过高，给生产带来较大经济损失。随着光伏硅片越切越薄的趋势，电池片越来越薄，继续使用铜基焊带无疑会增加焊接碎片率。

因此，需要一种更加柔软，高导电特性，外表覆锡和电池片主栅线电极焊接连接，成本比铜材涂锡焊带更有优势的金属基材来代替铜基光伏焊带，采用屈服强度更小的焊带应该有广阔的发展空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：针对目前铜材质涂锡焊带的不足，提供一种可焊性强，屈服强度低，伸长率高，成本低的光伏焊带和相应的制造方法。

本发明选择铝材作为焊带线材材质。由于铝材的导电能力仅次于铜，能够满足焊带对导电能力的要求；特别是铝材的屈服强度相比铜材，有非常大的优势，满足了大尺寸薄电池片的应用。同时铝材的成本和铜材相比，非常有竞争力，可以使铝基材料的焊带成本大幅度下降。

但铝材料由于铝表面极易形成氧化层，且氧化层非常稳定，普通助焊剂不能消除氧化层，使铝材料表面涂锡工艺非常困难。

本发明的具体技术方案如下：一种铝基材光伏焊带，焊带以铝为材质的线材，经过压延、退火后，形成铝基连续线材，即为光伏焊带的基材，其截面形状、厚度、宽度尺寸符合光伏焊带的要求；再在所述的铝基连续线材表面进行超声波镀锡处理从而形成的光伏焊带；

焊带镀锡的制作方法如下：