CN102324270A

CN102324270A - 光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带及其制造方法

Info

Publication number: CN102324270A
Application number: CN 201110200095
Authority: CN
Inventors: 肖锋; 王剑英
Original assignee: Suzhou Your Best New-Type Materials Co Ltd
Current assignee: SUZHOU YOURBEST NEW-TYPE MATERIALS CO., LTD.
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-07-18
Also published as: CN102324270B

Abstract

本发明公开了一种光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带及其制造方法，该种互连带/汇流带在生产时采用的是常温下的置换镀银的工艺，可以将镀层厚度降低至0.1～1.0微米，使得在产品厚度不变的前提下，可以增加铜带的厚度，降低了单位电阻，极大地提高了光伏组件的导电率。本发明的第二大特点是该无铅互连带/汇流带实际使用过程中采用的是导电胶粘贴的方式，解决了在光伏组件的焊接中因金属应力造成电池片破碎的问题。本发明的第三大特点是该无铅互连带/汇流带实际使用过程中采用的是导电胶粘贴的方式，解决了使用助焊剂进行加热焊接从而因助焊剂残留导致光伏组件发黄并继而影响组件功率的问题。

Description

光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带及其制造方法，特别涉及该种互连带/汇流带采用的是置换镀银的连续生产工艺，使铜带表面均匀镀覆一层极薄的Ag系镀层。在实际使用过程中由太阳能组件厂商使用导电胶将其与电池片进行结合，适用于太阳能光伏组件的非焊接式生产。

背景技术

目前用于生产光伏组件所用的涂锡焊带都是使用高温热浸锡工艺或高温电镀镀锡工艺，上述两种方法存在以下弊端：

1.需要在高温情况下进行生产，对能源的消耗比较大。

2.焊料中一般含有铅元素，不符合国际日益重视的无铅化要求，并且电阻率较大。

3.所得到的涂层厚度一般都在20～50微米，对焊料的消耗比较大。

4.所得到的Sn系焊带必须在光伏组件的生产中进行加热焊接，由于金属应力的影响，很容易导致电池片碎裂。不利于组件的生产。

5. 所得到的Sn系焊带在使用过程中需要使用助焊剂进行焊接，容易因助焊剂残留导致光伏组件发黄并继而影响组件功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产工艺环保，无需加热焊接，使用简单，导电率高于市场现有产品的光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带及其制造方法。特别由于置换镀银方式得到的焊带Ag系镀层只有0.1～1.0微米，使得在保证产品厚度不变的前提下，可以增加导电铜带的厚度，降低了单位电阻，极大地提高了焊带的导电率，并且由于镀层为导电性很高的Ag，经测试可以将光伏组件的光电转换效率提高2%。本发明的第二大特点是该无铅互连带/汇流带在实际使用过程中由于采用的是导电胶粘贴的方式，避免了在光伏组件的生产中由于焊接工艺因金属应力造成电池片破碎的问题。本发明的第三大特点是该无铅互连带/汇流带在实际使用过程中由于采用的是导电胶粘贴的方式，这就使得电池片在生产过程中不需要预留以银浆为主体的主栅线，极大地降低了电池片的制造成本。本发明的第四大特点是本发明采用的是常温下可以进行的置换镀银工艺，与传统的热浸锡及电镀的高温生产方式相比极大地减少了能源的消耗。

本发明产品的技术方案：

一种光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带，在常温下使用置换镀银的方法在无氧铜带导体表面覆盖一层Ag系镀层，本互连带/汇流带在客户处使用时，在互连带/汇流带的表面上粘贴导电胶进行与电池片的结合。

上述无氧铜带导体采用一号超软态无氧铜（TU1），其电阻率≤0.018Ωmm2/m。

上述无氧铜带导体上的Ag系镀层覆盖层厚度为0.1～1.0微米。

互连带/汇流带的体积电阻率为0.0168～0.0172Ωmm2/m。

本发明工艺的技术方案是：光伏组件的互连带/汇流带的制造方法，其步骤包括：

（1）超声波处理：对所述为导体的TU1的铜带进行超声波除油、除氧化处理，超声波频率为28KHz，在55～65℃的温度范围，处理时间为50～60S。

（2）蒸馏水清洗：对上述经超声波除油、除氧化处理的无氧铜带进行蒸馏水清洗处理，除去经超声波处理后残留在无氧铜带表面的杂质。

（3）预镀处理：对上述经蒸馏水清洗处理的无氧铜带，采用置换镀银技术进行预镀处理，控制镀银层厚度范围为0.05～0.1微米，置换镀银技术要求：将无氧铜带放置在有Ag系镀液的槽中，镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为2～2.5，温度为32～43℃，浸镀时间为20～45S，得到镀层厚度为0.05～0.1微米的镀Ag互连带/汇流带。

（3）正式置换镀处理：对经上述预镀处理的无氧铜带，采用置换镀银技术进行镀银处理，控制镀银层厚度范围为0.1～1.0微米，置换镀银技术要求：将无氧铜带放置在有Ag系镀液的槽中，镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为1～2，温度为50～54℃，浸镀时间为60～160S，得到镀层厚度为0.1～1.0微米的镀Ag互连带/汇流带。

（5）钝化处理：将镀Ag互连带/汇流带通过放置有钝化液的槽中，钝化液体系：PH为5～6，B.T.A(苯骈三氨唑)含量为3g/L，碘化钾含量为2g/L,1-苯基5-巯基四氮唑含量为0.5 g/L。温度为25～30℃。从而在镀Ag互连带/汇流带表面形成抗氧化膜。从而得到需要的光伏组件用非焊接式无铅互连带/汇流带。

本发明的有益效果是：

1.采用一号超软态无氧铜（TU1），其电阻率≤0.018Ωmm2/m，导电率高。

2.对经过超声波除油、除氧化处理的铜带先经过蒸馏水清洗工序进行杂质的清洗。

3．对经超声波处理的铜带表面先采用置换镀银的方法预镀一层Ag系镀层。再进行正式的置换镀银工艺。并对得到的镀Ag焊带再次通过钝化液进行钝化处理，在镀Ag焊带表面形成抗氧化膜。

4.采用置换镀银方法制造互连带/汇流带生产快捷，效率高，能源消耗少。铜带上Ag系镀层厚度仅为0.1～1.0微米。

5.采用置换镀银方法制造的互连带/汇流带电阻率为0.0168～0.0172Ωmm/m，这比热浸锡工艺及电镀工艺制造的互连带/汇流带的电阻率要低。

本发明镀Ag层厚度在0.1～1.0微米。使得在保证产品厚度不变的前提下，可以增加导电铜带的厚度，降低了单位电阻，极大地提高了焊带的导电率，并且由于镀层为导电性很高的Ag，经测算可以将光伏组件的光电转换效率提高2～3%。本发明的第二个好处是由于采用导电胶粘贴的方式，避免了在光伏组件的焊接生产中因金属应力造成电池片破碎的问题。本发明的第三大特点是由于采用导电胶粘贴的方式，这就使得电池片在生产过程中不需要预留以银浆为主体的主栅线，极大地降低了电池片的制造成本。本发明的第四个好处是采用常温下可以进行的置换镀银工艺，与传统的热浸锡及电镀的高温生产方式相比极大地减少了能源的消耗。本发明的第五个好处是在使用过程中无需再使用助焊剂，彻底解决了因助焊剂残留导致光伏组件发黄并继而影响组件功率的问题。

具体实施方式

下面详细说明本发明的实施例。

实施例1，

首先对所述为导体的TU1的铜带进行超声波除油、除氧化处理，超声波频率为28KHz，在55～65℃的温度范围，处理时间为50～60S。

再将经超声波除油、除氧化处理的无氧铜带进行蒸馏水清洗处理，除去经超声波处理后残留在无氧铜带表面的杂质。

然后将蒸馏水清洗处理的无氧铜带，采用置换镀银技术先进行预镀处理，预镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为2～2.5，温度为32～43℃，浸镀时间为20～45S，控制镀银层厚度范围为0.05～0.1微米。再将经预镀处理过的无氧铜带，采用置换镀银技术进行镀银处理，正式置换镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为1～2，温度为50～54℃，浸镀时间为60～120S，得到镀银层厚度范围为0.1～0.6微米的镀Ag互连带/汇流带。

最后将经正式置换镀银所得到的Ag互连带/汇流带通过放置有钝化液的槽中，钝化液体系：PH为5～6，B.T.A(苯骈三氨唑)含量为3g/L，碘化钾含量为2g/L,1-苯基5-巯基四氮唑含量为0.5 g/L。温度为25～30℃。经上述钝化处理在镀Ag互连带/汇流带表面形成抗氧化膜。从而得到需要的光伏组件用非焊接式无铅互连带/汇流带。

实施例2，

其余与实施例1相同，不同之处在于，将经上述预镀处理的无氧铜带通过放置有Ag系镀液槽中时，浸镀时间为120～140S。得到镀银层厚度范围为0.6～0.8微米的镀Ag互连带/汇流带。

实施例3，

其余与实施例1相同，不同之处在于，将经上述预镀处理的无氧铜带通过放置有Ag系镀液槽中时，浸镀时间为140～160S。得到镀银层厚度范围为0.8～1.0微米的镀Ag互连带/汇流带。

采用本技术方案的有益效果是：由于特别涉及该种互连带/汇流带在生产时采用的是置换镀银的方式，使得生产时可以降低镀层的厚度，镀Ag层厚度一般为0.1～1.0微米。使得在保证产品厚度不变的前提下，可以增加导电铜带的厚度，降低了单位电阻，极大地提高了焊带的导电率，并且由于镀层为导电性很高的Ag，根据实际测试效果，本发明所生产的太阳能组件用互连带/汇流带产品与普通热浸锡工艺及电镀工艺生产的产品相比，在导电率指标方面有了较为明显的提升，体积导电率将从传统的0.025Ωmm2/m～0.0265Ωmm2/m降低至0.0168Ωmm2/m～0.0172Ωmm2/m，由于互连带/汇流带电阻率的降低，将使太阳能电池组件的光电转换得效率到提升，据测算，约可提高太阳能电池片的光电转换效率2%～3%左右。

本发明的第二个好处是由于该无铅互连带/汇流带在实际使用过程中采用的是导电胶粘贴的方式，避免了在光伏组件的加热焊接生产中因金属应力造成电池片破碎的问题，降低了组件厂商的成本。

本发明的第三个好处是由于该无铅互连带/汇流带采用的是导电胶粘贴的方式，这就使得电池片在生产过程中不需要预留以银浆为主体的主栅线，极大地降低了电池片的制造成本。

本发明的第四个好处是由于采用的置换镀银的生产工艺，无需像传统的热浸锡工艺和镀锡工艺一样使用超过200℃的高温进行生产，极大地降低了能源的消耗。

本发明的第五个好处是在使用过程中无需再使用助焊剂，彻底解决了因助焊剂残留导致光伏组件发黄并继而影响组件功率的问题。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带，其特征在于在常温下使用置换镀银的方法在无氧铜带导体表面覆盖一层Ag系镀层，本互连带/汇流带在客户处使用时，在互连带/汇流带的表面上粘贴导电胶进行与电池片的结合。

2.如权利要求1所述的光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带，其特征在于上述无氧铜带导体上的Ag系镀层覆盖层厚度为0.1～1.0微米。

3.如权利要求1所述的光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带，其特征在于其体积电阻率为0.0168～0.0172Ωmm2/m。

4.一种如权利要求1～3所述的光伏组件的非焊接式无铅互连带/汇流带的制造方法，其特征在于：

1）对所述为导体的无氧铜带进行前期超声波处理，其主要目的是为了除油及除氧化；超声波处理过程中使用的超声波清洗剂为三氯乙烷或三氯乙烯等有机溶液，温度控制在55～65℃，超声波频率为28KHz，处理时间为50～60S；

2）对经上述超声波处理的无氧铜带进行蒸馏水清洗处理，除去经超声波处理后残留在无氧铜带表面的杂质；

3）对经上述蒸馏水清洗处理的无氧铜带表面，采用置换镀银技术进行预镀处理，控制镀银层厚度范围为0.05～0.1微米，置换镀银技术要求：将无氧铜带匀速通过通过放置有Ag系镀液的槽，镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为2.5～3，温度为32～43℃，浸镀时间为20～45S，得到镀层厚度为0.05～0.1微米的镀Ag互连带/汇流带；

4）对经上述预镀处理的无氧铜带，采用置换镀银技术进行镀银处理，控制镀银层厚度范围为0.1～1.0微米，置换镀银技术要求：将经过预镀处理的无氧铜带匀速通过放置有Ag系镀液的槽，镀液体系：硝酸银体系，工艺条件：PH为2～2.5，温度为50～54℃，浸镀时间为60～160S，得到镀层厚度为0.1～1.0微米的镀Ag互连带/汇流带；

5）对经过置换镀银后的互连带/汇流带进行钝化处理：将镀Ag互连带/汇流带匀速通过放置有钝化液的槽，钝化液体系：PH为5～6，B.T.A(苯骈三氨唑)含量为3g/L，碘化钾含量为2g/L,1-苯基5-巯基四氮唑含量为0.5 g/L，温度为25～30℃；处理时间为150S，在镀Ag互连带/汇流带表面形成抗氧化膜，从而得到所需要的光伏组件用非焊接式无铅互连带/汇流带。