CN101789453A

CN101789453A - 太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带

Info

Publication number: CN101789453A
Application number: CN 201010116637
Authority: CN
Inventors: 刘雅洲; 李志平; 刘颖绚; 刘璐; 刘艳绚
Original assignee: Kunming Sunlight Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Kunming Sunlight Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: CN101789453B

Abstract

一种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：Cu 0.10～2.00，Ti 0.01～0.30，Si 0.01～0.50，P 0.05～0.8，余量为Sn。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。本发明无铅涂锡合金铜带主要用作太阳能光伏电池导电功能组件材料。

Description

太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带

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，In0-0.2，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

图1是本发明无铅涂锡合金铜带的横截面剖视图，图2是本发明无铅涂锡合金铜带的纵截面剖视图。

具体实施方式

下面用实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1和2所示，图中1为铜带，2为包复在铜带外面的锡合金层。所说的锡合金层是通过热浸涂方法包复在铜带上的。涂锡合金铜带的总厚度为0.05mm，宽度为0.10mm，锡合金层的厚度为0.015mm。锡合金层的成分以重量％计为，：Cu1.00，Ti0.05，Si0.05，P0.05，余量为Sn。

实施例2

和实施例1的情况基本相同，只是其中涂锡合金铜带的总厚度为0.16mm，宽度为2.0mm，锡合金层的厚度为0.032mm。锡合金层的成分以重量％计为：Cu0.10，Ti0.30，Si0.01，P0.20，余量为Sn。

实施例3

和实施例1的情况基本相同，只是其中涂锡合金铜带的总厚度为0.2mm，宽度为8mm，锡合金层的厚度为0.04mm。锡合金层的成分以重量％计为：Cu2.00，Ti0.01，Si0.50，P0.8，余量为Sn。

实施例4

和实施例1的情况基本相同，只是其中的涂锡合金铜带的总厚度为0.30mm，宽度为20mm，锡合金层的厚度为0.05mm。锡合金层的成分以重量％为：Cu0.15，Ti0.08，Si0.30，P0.50，余量为Sn。

实施例5

和实施例1的情况基本相同，只是其中的涂锡合金铜带的总厚度为0.2mm，宽度为2.0mm，锡合金层的厚度为0.02mm。锡合金层的成分与和实施例1的情况基本相同。

对上述实施例所获得的无铅锡合金样品经昆明贵研铂业股份有限公司(原昆明贵金属研究所)进行物理性能测试，测定其熔化温度范围、抗拉强度、延伸率和电阻率，其结果如表1所示。

表1无铅锡合金的物理性能

试样编号	熔化温度℃	抗拉强度MPa	延伸率％	电阻率Ω·m
试样编号	熔化温度℃	抗拉强度MPa	延伸率％	电阻率Ω·m	实施例1	219-230	21.2	20.7	2.45X10^-8
实施例2	221-232	24.4	17	2.40X10^-8	实施例1	219-230	21.2	20.7	2.45X10^-8
实施例2	221-232	24.4	17	2.40X10^-8	实施例3	205-230	20.8	20	2.45X10^-8
实施例4	210-232	22.3	26	2.31810^-8	实施例3	205-230	20.8	20	2.45X10^-8
实施例4	210-232	22.3	26	2.31810^-8	实施例5	219-230	21.2	20.7	2.45X10^-8

Claims

1.一种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：Cu 0.10～2.00，Ti 0.01～0.30，Si 0.01～0.50，P 0.05～0.8，余量为Sn。

2.根据权利要求1的涂锡合金铜带，其特征是，所说的涂锡合金铜带的总厚度为0.05～0.30mm，宽度为0.10～20mm；所说的锡合金层的厚度为涂锡合金铜带总厚度的10～30％。