CN103199137A - 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带 - Google Patents

一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带 Download PDF

Info

Publication number
CN103199137A
CN103199137A CN2013100799594A CN201310079959A CN103199137A CN 103199137 A CN103199137 A CN 103199137A CN 2013100799594 A CN2013100799594 A CN 2013100799594A CN 201310079959 A CN201310079959 A CN 201310079959A CN 103199137 A CN103199137 A CN 103199137A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
low
solar photovoltaic
base material
photovoltaic assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013100799594A
Other languages
English (en)
Inventor
袁奇英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2013100799594A priority Critical patent/CN103199137A/zh
Publication of CN103199137A publication Critical patent/CN103199137A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明涉及一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，该焊带结构包括了高导电率基材，以及在基材至少一面的表面上的低熔点合金层，所述的低熔点合金的熔点为70-230℃。与现有技术相比，本发明焊带在焊接过程中不仅保证了焊接可靠性，而且降低由于高温焊接导致的太阳能电池片破碎问题。

Description

一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带
技术领域
本发明涉及一种焊带，尤其是涉及一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带。 
背景技术
作为解决严重化的地球温暖化、化石能源枯竭问题的方法，太阳能作为清洁可再生能源受到关注。现在，主流的太阳能电池具有如下结构：具有单晶或多晶的Si晶片的太阳能电池单元通过电极和金属配线构件而串联或并联地连接。 
通常，太阳能电池单元的电极与金属配线构件的连接一直使用显示出良好的导电性且便宜的焊锡来进行(专利文献1)。在连接时，需要加热至焊锡的熔融温度以上而将太阳能电池单元的电极与配线构件连接的，但一般的焊锡融点为230-260℃以上，而实际焊接温度更是远高于焊锡熔点，因此发生太阳能电池单元的翘曲、破裂，从而成品率降低。近年，出于低成本化的目的，太阳能电池单元的变薄成了另一课题，因此降低太阳能焊接组件的翘曲和破裂，成为了太阳能电池发展的重点。 
在上述背景下，一些导电胶膜或者导电胶带成为研究的方向之一(专利文献2-4)，但是这些胶膜/胶带，因为其应用要很大程度上改变现有组件厂家的设备，而面临巨大成本问题。其次这些胶膜/胶带均引入了树脂作为粘接剂，其粘结可靠性还需要进一步考证。 
专利文献1：日本特开2002-263880 
专利文献2：CN102576766A 
专利文献3：CN101675484B 
专利文献4：US20090235972A1。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，该焊带结构包括了高导电率基材，以及在基材至少一面的表面上的低熔点合金层，所述的低熔点合金的熔点为70-230℃。 
所述的高导电率基材包括铜带/箔，镀锡铜带/箔，镀锡铅铜带/箔，镀锌铜带/箔或镀镍铜带/箔。 
所述的高导电率基材优选纯铜、镀锡铜或镀锌铜。 
所述的低熔点合金由Sn、Pb、Bi、Cd、In元素中至少两种所构成。 
所述的低熔点合金具体包括以下合金： 
(1)Bi44.7wt％、Pb22.6wt％、Sn8.3wt％，Cd5.3wt％和In19.1wt％； 
(2)Bi49wt％、Pb18wt％、Sn12wt％和In21wt％； 
(3)Bi50wt％、Pb26.7wt％、Sn13.3wt％和Cd10wt％； 
(4)Bi51.6wt％、Pb40.2wt％和Cd8.2wt％； 
(5)Bi52.5wt％、Pb32wt％、Sn15.5wt％； 
(6)Bi54wt％、Sn26wt％，Cd20wt％； 
(7)Bi55.5wt％、Pb44.5wt％； 
(8)Bi58wt％、Sn42wt％； 
(9)Pb30.6wt％、Sn51.2wt％，Cd18.2wt％； 
(10)Bi60wt％、Cd40wt％； 
(11)Pb67.75wt％、Sn32.25wt％； 
(12)Pb38.14wt％、Sn61.86wt％； 
(13)Sn91wt％，Zn9wt％； 
(14)Sn96.5wt％，Cd3.5wt％； 
(15)Bi50.5wt％、Pb27.8wt％、Sn12.4wt％，Cd9.3wt％； 
(16)Bi50wt％、Pb34.5wt％、Sn9.3wt％，Cd6.2wt％； 
(17)Bi50.72wt％、Pb30.91wt％、Sn14.97wt％，Cd3.4wt％； 
(18)Bi42.5wt％、Pb37.7wt％、Sn11.3wt％，Cd8.5wt％； 
(19)Bi35.1wt％、Pb36.4wt％、Sn19.06wt％，Cd9.44wt％； 
(20)Bi56wt％、Pb22wt％、Sn22wt％； 
(21)Bi67wt％、Pb16wt％、Sn17wt％； 
(22)Bi33.33wt％、Pb33.34wt％、Sn33.33wt％； 
(23)Bi48wt％、Pb28.5wt％、Sn14.5wt％、Sb9％； 
(24)Bi40wt％、Sn60wt％。 
所述的高导电率基材厚度为0.01-0.5mm，低熔点合金层厚度为5-120um。 
所述的高导电率基材厚度优选0.08-0.3mm，低熔点合金层厚度为20-80um。 
本发明为了保证可低温焊接，在高导电基材外面，至少有一面包覆有低熔点合金层。 
一种溶质元素原子溶解到另一种溶剂金属元素的晶体中形成一种均匀的固态溶液，这类合金称为金属固溶体。按照溶质原子在溶剂原子格点上所占据的位置不同，又可将金属固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。由于溶质原子与溶剂原子的直径不可能完全相同，因此当溶剂原子格点溶入溶质原子后，多少能使原来的格点发生畸变，而畸变的产生将导致原子间作用力从而可能导致合金的物理化学性质的变化，其中包括熔点。 
出于对环境保护需求，优选无铅合金，如低熔点合金优选BiSnCd合金、SnBi合金、BiCd合金、SnZn合金、SnAg合金。 
出于对低熔点合金熔融温度的控制，本发明的合金不仅元素组分可以变换，而且相同元素组成的合金和可以调整组分的比例，从而调整合金熔点，具体可以通过各种合金的熔点相图来实施。例如，如图3所示为SiBi合金相图，从图看出Sn20Bi80以及Sn80Bi20的熔点约为200℃，而组分在此区间的合金熔点为138-200℃之间，通过控制合金组分可得到期望熔点的合金材料。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点：提供能够在较低温度下实施焊接的焊带，该焊带结构包括了高导电率基材，以及在基材至少一面的表面上的低熔点合金层。本发明采用的低熔点合金由Sn、Pb、Bi、Cd、In等元素中至少两种所构成，合金的熔点70-230℃，有效降低太阳能电池组件的焊接温度，从而有效降低由于高温焊接导致的太阳能电池单元翘曲、破裂。本发明也顺应了太阳能电池单元厚度变薄的趋势。本发明焊带在焊接过程中不仅保证了焊接可靠性，而且降低由于高温焊接导致的太阳能电池片破碎问题。 
附图说明
图1是太阳能电池模块的示意图； 
图2是本发明结构示意图； 
图3是SnBi合金相图。 
图中标识如下：1-表面电极、2-半导体晶片、3-表面电极、4-低熔点合金层、5-高导电基材。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 
本发明焊带为通过电镀、热浸镀等工艺，在高导电基材5至少一面上包覆一层低熔点合金4。高导电基材5上下表面均包覆一层低熔点合金4的结构如图2所示。 
实施例1 
在市售太阳能镀锡焊带上，热浸镀合金Bi58-Sn42(即Bi58wt％、Sn42wt％)，合金镀层厚度为20um。为了检测本发明的可行性和可应用性，将焊带在200℃焊接温度下制备了太阳能电池片(普通焊带焊接温度为350℃)，如图3所示。太阳能电池采用普遍应用的背板-EVA-电池片-EVA-玻璃的结构。太阳能电池总共用焊带6根，正面和反面各3根。为了便于后续测试接触电阻，给焊条编号从左至右为1、2、3号，测试数据如表1所示，与普通焊带接近，可见焊带性能优异。 
表1 
实施例2 
在厚度为0.1mm的纯铜箔上，电镀Bi58-Sn42(其熔点为138.5℃)，合金镀层厚度为20um。其余同实施例1。 
实施例3 
在厚度为0.1mm的镀锌铜箔上，热浸镀Bi60-Cd40(其熔点为144℃)。其余 同实施例1。 
实施例4 
在市售厚度为0.15mm镀银铜箔上，热浸镀Bi67-Pb16-Sn17(其熔点为95-148.9℃)。其余同实施例1。 
实施例5 
在厚度为0.12mm铜带上，先电镀厚度为0.1mm的锡，然后热浸镀Bi54Sn26Cd20(其熔点为102.5℃)。其余同实施例1。 
实施例6-25 
以铜带/箔，镀锡铜带/箔，镀锡铅铜带/箔，镀锌铜带/箔，镀镍铜带/箔或镀铜铝带/箔作为高导电率基材，所述的高导电率基材厚度为0.01-0.5mm，在基材至少一面的表面上的低熔点合金层，低熔点合金层厚度为5-120um，低熔点合金的组成成分及熔点如下表所示： 
Figure BDA00002914133900051
Figure BDA00002914133900061

Claims (7)

1.一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，该焊带结构包括了高导电率基材，以及在基材至少一面的表面上的低熔点合金层，所述的低熔点合金的熔点为70-230℃。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的高导电率基材包括铜带/箔，镀锡铜带/箔，镀锡铅铜带/箔，镀锌铜带/箔或镀镍铜带/箔。
3.根据权利要求2所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的高导电率基材优选纯铜、镀锡铜或镀锌铜。
4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的低熔点合金由Sn、Pb、Bi、Cd、In元素中至少两种所构成。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的低熔点合金具体包括以下合金：
(1)Bi44.7wt％、Pb22.6wt％、Sn8.3wt％，Cd5.3wt％和In19.1wt％；
(2)Bi49wt％、Pb18wt％、Sn12wt％和In21wt％；
(3)Bi50wt％、Pb26.7wt％、Sn13.3wt％和Cd10wt％；
(4)Bi51.6wt％、Pb40.2wt％和Cd8.2wt％；
(5)Bi52.5wt％、Pb32wt％、Sn15.5wt％；
(6)Bi54wt％、Sn26wt％，Cd20wt％；
(7)Bi55.5wt％、Pb44.5wt％；
(8)Bi58wt％、Sn42wt％；
(9)Pb30.6wt％、Sn51.2wt％，Cd18.2wt％；
(10)Bi60wt％、Cd40wt％；
(11)Pb67.75wt％、Sn32.25wt％；
(12)Pb38.14wt％、Sn61.86wt％；
(13)Sn91wt％，Zn9wt％；
(14)Sn96.5wt％，Cd3.5wt％；
(15)Bi50.5wt％、Pb27.8wt％、Sn12.4wt％，Cd9.3wt％；
(16)Bi50wt％、Pb34.5wt％、Sn9.3wt％，Cd6.2wt％；
(17)Bi50.72wt％、Pb30.91wt％、Sn14.97wt％，Cd3.4wt％；
(18)Bi42.5wt％、Pb37.7wt％、Sn11.3wt％，Cd8.5wt％；
(19)Bi35.1wt％、Pb36.4wt％、Sn19.06wt％，Cd9.44wt％；
(20)Bi56wt％、Pb22wt％、Sn22wt％；
(21)Bi67wt％、Pb16wt％、Sn17wt％；
(22)Bi33.33wt％、Pb33.34wt％、Sn33.33wt％；
(23)Bi48wt％、Pb28.5wt％、Sn14.5wt％、Sb9％；
(24)Bi40wt％、Sn60wt％。
6.根据权利要求1所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的高导电率基材厚度为0.01-0.5mm，低熔点合金层厚度为5-120um。
7.根据权利要求6所述的一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带，其特征在于，所述的高导电率基材厚度优选0.08-0.3mm，低熔点合金层厚度为20-80um。
CN2013100799594A 2013-03-13 2013-03-13 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带 Pending CN103199137A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013100799594A CN103199137A (zh) 2013-03-13 2013-03-13 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013100799594A CN103199137A (zh) 2013-03-13 2013-03-13 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103199137A true CN103199137A (zh) 2013-07-10

Family

ID=48721578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013100799594A Pending CN103199137A (zh) 2013-03-13 2013-03-13 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103199137A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752543A (zh) * 2015-02-16 2015-07-01 保定市易通光伏科技有限公司 光伏焊带、光伏电池及光伏电池组件
CN104752537A (zh) * 2015-02-16 2015-07-01 保定市易通光伏科技有限公司 光伏电池及光伏组件
CN105576057A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 比亚迪股份有限公司 太阳能电池组件及其制备方法
CN106825981A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法
CN108145336A (zh) * 2016-12-06 2018-06-12 江苏九天光电科技有限公司 一种镀镍钢带焊锡性能的检测方法
CN108161272A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 无锡市斯威克科技有限公司 一种专用于超薄光伏电池片焊接的低熔点焊带及制备方法
CN110911517A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 通威太阳能（合肥）有限公司 一种新型互联材料焊带
CN110993733A (zh) * 2019-12-04 2020-04-10 通威太阳能（合肥）有限公司 一种光伏组件制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789452A (zh) * 2010-02-03 2010-07-28 秦皇岛东吴电子有限公司 漫反射式涂锡焊带及其生产方法
CN102254978A (zh) * 2011-08-16 2011-11-23 上海华友金镀微电子有限公司 一种用于太阳能光伏组件的锡铅焊带及其制造方法
CN202049957U (zh) * 2011-04-18 2011-11-23 常州市恒丰铜材有限公司 带锡焊带

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789452A (zh) * 2010-02-03 2010-07-28 秦皇岛东吴电子有限公司 漫反射式涂锡焊带及其生产方法
CN202049957U (zh) * 2011-04-18 2011-11-23 常州市恒丰铜材有限公司 带锡焊带
CN102254978A (zh) * 2011-08-16 2011-11-23 上海华友金镀微电子有限公司 一种用于太阳能光伏组件的锡铅焊带及其制造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105576057A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 比亚迪股份有限公司 太阳能电池组件及其制备方法
CN104752543A (zh) * 2015-02-16 2015-07-01 保定市易通光伏科技有限公司 光伏焊带、光伏电池及光伏电池组件
CN104752537A (zh) * 2015-02-16 2015-07-01 保定市易通光伏科技有限公司 光伏电池及光伏组件
CN108145336A (zh) * 2016-12-06 2018-06-12 江苏九天光电科技有限公司 一种镀镍钢带焊锡性能的检测方法
CN106825981A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法
CN106825981B (zh) * 2017-01-12 2019-05-24 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝的制备方法
CN108161272A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 无锡市斯威克科技有限公司 一种专用于超薄光伏电池片焊接的低熔点焊带及制备方法
CN110911517A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 通威太阳能（合肥）有限公司 一种新型互联材料焊带
CN110993733A (zh) * 2019-12-04 2020-04-10 通威太阳能（合肥）有限公司 一种光伏组件制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103199137A (zh) 一种用于太阳能光伏组件的低温焊接焊带
JP5159725B2 (ja) 太陽電池ストリング及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP2735385B2 (ja) 熱安定性を改善した光電池
CN104854708A (zh) 太阳能电池及其制造方法和太阳能电池模块
Itoh et al. Solder joint failure modes in the conventional crystalline Si module
JP6021138B2 (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法、及び薄膜太陽電池用タブ線
JP5828582B2 (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法、導電性接着剤
JP2014096532A (ja) 導電性接着剤、太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法
KR101766197B1 (ko) 비정질 및 발열 접합재를 이용한 열전소자 및 그 제조방법
JP2008140787A (ja) 太陽電池用はんだめっき線およびその製造方法
CN103187519B (zh) 热电模块及其制造方法
JP2020510990A (ja) 熱電モジュール
CN100349243C (zh) 合金型温度熔断器和温度熔断器元件用材料
CN104157713A (zh) 太阳能电池
CN103138710B (zh) 晶片与基座的连接方法及所得晶体谐振器
JP4984431B2 (ja) 集積型薄膜太陽電池、及びその製造方法
WO2021065670A1 (ja) 熱電変換モジュール
WO2012099257A1 (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
TW201321524A (zh) 錫銻鎳之三元化合物及其應用與形成方法
TWI537985B (zh) A conductive adhesive for a solar cell and a method of connecting the solar cell module and a solar cell module using the same
EP2897177A1 (en) Wiring material, solar cell module, and method for manufacturing solar cell module
JP2008098315A (ja) 太陽電池用はんだめっき線およびその製造方法
TW201217492A (en) A conductive composition and method for making conductive features on thin film PV cells
JPWO2019188862A1 (ja) 熱電変換モジュール
Chen et al. A study of green Sn–xZn photovoltaic ribbons for solar cell application

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130710

RJ01 Rejection of invention patent application after publication