CN104726748A - 太阳能电池互连器和制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池互连器和制造其的方法。本发明涉及高导电高温稳定箔材料、用于制备这样的高导电高温稳定箔材料的工艺、包括高导电高温稳定箔材料的太阳能电池互连器以及在太阳能、飞机或太空应用中的高导电高温稳定箔材料和/或太阳能互连器的使用。

Description

太阳能电池互连器和制造其的方法
技术领域
本发明涉及高导电高温稳定箔材料、用于制备这样的高导电高温稳定箔材料的工艺、包括高导电高温稳定箔材料的太阳能互连器以及高导电高温稳定箔材料的使用和/或在太阳能、飞机或太空应用中的太阳能互连器的使用。
背景技术
通常，太阳能电池用于在地球上以及太空中的电功率生成。在图1中概述了太阳能电池的原理。为了实现所需的操作电压，很多太阳能电池（1）一般经由互连器（2）串联连接（被称为“串”），互连器（2）通过焊接或熔接来施加到太阳能电池触头（3）。一般通过在10到30 µm厚度的范围内化学蚀刻工艺或机械冲压出薄金属箔来制造互连器（2）。为了避免引起降低功率输出的电阻，这些互连器需要是足够导电的以防止不可接受的电压降。
此外，在太空应用中，串通常使用硅粘合剂（4）来接合到具有碳纤维覆面板和具有卡普顿（Kapton）前侧绝缘（6）的铝蜂窝芯（5）的夹层面板。为了辐射保护，盖玻片（9）使用透明硅酮胶（8）来接合到太阳能电池（1）。这些衬底具有相对于太阳能电池（1）的大的热膨胀失配。在具有高达200℃的温度波动的隐蔽期期间，在一个串内部的两个太阳能电池（1）之间的间隙（7）变化几十 µm，这导致在互连器材料内部的显著的热机械循环应力。为了处理此，现有技术是使用10到30 µm厚的金属箔，如Ag或Au（都可能具有用于加强的一些添加剂）。这两种材料的优点是除了良导电率以外，这些材料也可直接焊接到Ag电池触头上。常常用作互连器材料的其它材料是Mo、科伐合金和英瓦合金。这些材料的低热膨胀系数（CTE）减小总间隙变化，使它们成为对具有几万个隐蔽期（即，低地球轨道）的任务的良好候选者。
然而，因为这些材料不能被直接焊接或熔接到太阳能电池触头，它们附加地用几µm的Ag或Au来电镀，这使工艺敏感和昂贵。
已经做出了用于在不失去材料的优点（即，抗腐蚀、良好的可焊性和极好的导电率）的情况下从热机械循环稳定性方面加强Ag和Au的若干尝试。例如，US 5,841,071描述了Au太阳能电池互连器，银、钯和铜的迹线被添加到所述Au太阳能电池互连器以在低地球轨道（LEO）条件中实现几万个热循环。US 4,885,135（在这种情况下针对用于半导体的接合的细导线）描述添加稀土元素（如镧（La）、铈（Ce）等）的一些迹线和锗（Ge）、铍（Be）和钙（Ca）的一些迹线。为了加强Ag，可使用类似的元素。US 5,023,144描述包含钙（Ca）、铍（Be）、镧（La）和铟（In）的迹线的太阳能电池互连器的Ag合金箔。这导致增加的存储寿命和温度稳定性。US 2007/0231186 A1描述铜（Cu）、钙（Ca）和锶（Sr）的迹线被添加。
然而，即使可使用这些所述技术来改善或甚至避免由热循环引起的Ag和Au箔材料的疲劳，对Ag和Au的Xe离子腐蚀的易感性和对在Ag的情况下原子氧腐蚀的易感性不能被改善或避免。特别是，电气太阳能电池触头必须桥接在相对侧上，以便必须从一个电池的前侧触头到相邻电池的后侧执行电气串联连接。为了最小化由于热产生的间隙变化在互连器材料中引起的应力，互连器（2）通常是S形的，这使它们在电池盖玻片（9）之上显著地突出。然而，在这里它们如果在低地球轨道中操作则暴露于原子氧助熔剂，使得Ag变得被原子氧高度攻击。在Ag和Ag氧化物的CTE中的可比较的高差异导致在表面处的连续材料剥落（=材料损耗）（氧化、由于热循环、氧化引起的剥落…），且因此这个序列随着时间的过去降低了互连器厚度并可甚至导致由于互连器破损而引起的总损耗。
此外，上述几何结构将材料暴露于用在大约100ev的范围内的能量从电推进系统直接或以大角度发射的Xe离子，电推进系统按常规用于卫星姿态轨道控制和越来越多地用于轨道升高本身。然而，Ag和Au由这些撞击的Xe离子高度腐蚀，使得根据离子剂量和互连器厚度，太阳能电池阵列串的电气整体性不能被保证，且因此太阳能电池阵列的总功率可显著地降低。处理这些高腐蚀率的一种方式将是使用足够厚的互连器。然而，溅射的金属原子的材料回沉积的风险非常高并可导致短路的太阳能电池且因此再次导致功率损耗。除此以外，在S形互连器回路（2）内部的应力随着厚度线性增加，且因此较厚的材料将导致恰好在任务开始时的疲劳寿命中的降低。即使通过更多地使用抗Xe离子腐蚀材料（如Mo或英瓦合金），突出的Ag或Au镀层仍被腐蚀并导致回沉积的风险。此外，因为腐蚀速率取决于入射角，因此在互连器长度之上的非均质腐蚀分布可导致在热机械循环期间的更高应力。再次，太阳能电池阵列的总功率可降低，如果它由于这个原因而达到互连器的很多破损。
因此，仍然存在对具有改善的热机械稳定性和抗原子氧和抗Xe离子腐蚀的高度导电的箔材料的要求。
因此，本发明的目的是提供具有改善的热机械稳定性、具有高导电率和抗原子氧和抗Xe离子腐蚀的箔材料。
前述和其它目的由如在本文在权利要求1中限定的主题解决。在对应的从属权利要求中限定了创造性箔材料的有利实施例。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了包括铝合金的高导电高温稳定箔材料，铝合金包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素。
发明人意外地发现前述高导电高温稳定箔材料具有改善的热机械稳定性，且此外以抗原子氧以及抗Xe离子腐蚀为特征。
应理解，为了本发明的目的，下面的术语具有下面的意义。
在术语“包括”在本描述和权利要求中使用的场合，它并不排除主要或次要功能重要性的其它未指定的元素。为了本发明的目的，术语“由…组成”被考虑为术语“具有”的优选实施例。如果下文中的组被限定为包括至少特定数量的实施例，这也被理解为公开优选地只由这些实施例组成的组。
每当使用术语“包括（including）”或“具有”时，这些术语意指等效于如在上面限定的“包括（comprising）”。
在当提到单数名词时使用不定冠词或定冠词（例如“一”、“一个”或“该”）的场合，这包括该名词的复数，除非特别陈述另一回事。
根据本发明的另一目的，提供了用于制备高导电高温稳定箔材料的工艺，该工艺包括下列步骤：
a）熔化预备材料，其包括用于形成熔融铝合金的铝和选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素；
b）将熔融铝合金冷却到室温以形成固化铝合金，
c）将固化铝合金滚压到从5.0 µm到100.0 µm的厚度以形成滚压铝合金，以及
d）在至少250℃的温度下使滚压铝合金退火。
根据本发明的另外的方面，提供了包括高导电高温稳定箔材料的太阳能电池互连器。根据本发明的另一方面，提供了在太阳能、飞机或太空应用中的高导电高温稳定箔材料和/或太阳能电池互连器的使用。
根据本发明的一个实施例，铝合金包括：a）基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc），和/或b）基于铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg），和/或c）基于铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr），和/或d）基于铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb），和/或e）基于铝合金的总重量的以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。
根据本发明的另一实施例，铝合金包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种或三种或四种元素。
根据本发明的又另一实施例，铝合金包括：a）基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr），或b）基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb），或c）基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg），或d）基于铝合金的总重量的以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）和以从0.075到0.5 wt.- %的数量的镱（Yb）。
根据本发明的一个实施例，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。附加地或替换地，铝合金包括以从1 / ½ / ¼到1 / ⅓ / ⅓的重量比[Sc/Zr/Yb]的钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。
根据本发明的另一实施例，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg）、以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）。附加地或替换地，铝合金包括以从1 / 1/18 / 1/57 / 1/51到1 / 1/20 / 1/7 / 1/40的重量比[Mg/Sc/Mn/Zr]的镁（Mg）、钪（Sc）、锰（Mn）和锆（Zr）。
根据本发明的又另一实施例，铝合金包括从包括基于铝合金的总重量的以≤ 5.0 wt.-%的总数量的铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
根据本发明的一个实施例，铝合金包括从包括基于铝合金的总重量的以≤ 2.0 wt.-%的总数量的铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
根据本发明的另一实施例，铝合金包括从包括基于铝合金的总重量的以≤ 1.0 wt.-%的总数量的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
根据本发明的又另一实施例，铝合金包括从包括基于铝合金的总重量的以≤ 0.5 wt.-%的总数量的钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
根据本发明的一个实施例，高导电高温稳定箔材料具有范围从5.0 µm到100 µm的厚度。
根据本发明的另一实施例，高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。
附图说明
图1概述了太阳能电池的原理。
图2用图形示出了通过抗拉测试得到的关键机械性质。
图3绘制了在2小时的温度暴露的CE、IE1和IE2的室温机械性质，每个在325℃开始一直到400℃。
图4图示了对应的硬度测量。
图5概述了CE及IE1和IE2的所测量的导电率。
具体实施方式
本发明涉及包括铝合金的高导电高温稳定箔材料，铝合金包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素。
术语“高导电”高温稳定箔材料在本发明的意义上指的是具有至少10.0 MS/m、优选地至少20.0 MS/m和最优选地从20.0到35.0 MS/m的导电率的箔材料。附加地或替换地，术语“高导电”高温稳定箔材料在本发明的意义上指的是以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的导电率为特征的箔材料。例如，箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的导电率为特征。可替换地，箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的导电率为特征。
术语“与在温度暴露之前相同的导电率”在本发明的意义上指的是在高导电高温稳定箔材料暴露于高温、优选地大约200℃的温度之前为相同的高导电高温稳定箔材料确定的导电率。换句话说，高导电高温稳定箔材料以在高温暴露、优选地暴露于大约200℃的温度之前和之后相同的导电率为特征。
术语高导电“高温稳定”箔材料在本发明的意义上指的是室温硬度和/或强度在增高温度暴露之后不改变的箔材料。例如，箔材料的室温硬度和强度不被增高温度暴露影响。因此，认识到的是，箔材料以在室温下，即，在大约20℃下在高温暴露之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。例如，箔材料以在室温下在暴露于大约200℃的温度之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。
在本发明的一个实施例中，箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。例如，箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度或强度为特征。可替换地，箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和强度为特征。
术语“与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度”在本发明的意义上指的是在高导电高温稳定箔材料暴露于高温、优选地大约200℃的温度之前为相同的高导电高温稳定箔材料确定的硬度和/或强度。换句话说，高导电高温稳定箔材料以在高温暴露、优选地暴露于大约200℃的温度之前和之后相同的硬度和/或强度为特征。
术语高导电高温稳定“箔材料”在本发明的意义上指的是作为相应材料的薄的、柔韧的薄片或薄板的材料。特别是，认识到的是，术语“薄”在本发明的意义上指的是具有从5.0到100.0 µm、优选地从5.0到50.0 µm的厚度的箔材料。
在本发明的一个实施例中，高导电高温稳定箔材料具有从5.0 µm到100.0 µm、优选地从5.0 µm到75.0 µm、更优选地从5.0 µm到50.0 µm和最优选地从5.0 µm到25.0 µm的厚度。例如，高导电高温稳定箔材料具有从5.0 µm到50.0 µm（如从10.0 µm到25.0 µm）的厚度。
在本发明的一个实施例中，高导电高温稳定箔材料包括铝合金。因此认识到的是，基本材料是铝。
在本发明的框架内，术语“铝”被理解为本质上由铝组成的金属材料，并可以与其它金属成混合为合金。
本发明的另外的要求是铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素。
在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.8 wt.-%、优选地从0.3到0.8 wt.-%和最优选地从0.5到0.7 wt.-%的数量的钪（Sc）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以大约0.6 wt.-%的数量的钪（Sc）。
在本发明的框架内，术语“钪”被理解为本质上由钪组成的金属材料，并可以混合到铝成为合金。
附加地或替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从1.0到4.6 wt.-%、优选地从2.0到4.6 wt.-%和最优选地从2.5到4.6 wt.-%的数量的镁（Mg）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以大约3.0 wt.-%的数量的镁（Mg）。
在本发明的框架内，术语“镁”被理解为本质上由镁组成的金属材料，并可以混合到铝成为合金。
附加地或替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.085到0.5 wt.-%、优选地从0.2到0.4 wt.-%和最优选地从0.25到0.35 wt.-%的数量的锆（Zr）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以大约0.3 wt.-%的数量的锆（Zr）。
在本发明的框架内，术语“锆”被理解为本质上由锆组成的金属材料，并可以混合到铝成为合金。
附加地或替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.5 wt.-%、优选地从0.1到0.35 wt.-%和最优选地从0.1到0.2 wt.-%的数量的镱（Yb）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以大约0.15 wt.-%的数量的镱（Yb）。
在本发明的框架内，术语“镱”被理解为本质上由镱组成的金属材料，并可以混合到铝成为合金。
附加地或替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.08到0.6 wt.-%、优选地从0.08到0.35 wt.-%和最优选地从0.08到0.2 wt.-%的数量的锰（Mn）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以大约0.08 wt.-%的数量的锰（Mn）。
在本发明的框架内，术语“锰”被理解为本质上由锰组成的金属材料，并可以混合到铝成为合金。
在本发明的一个实施例中，认识到的是，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）优选地包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种到四种元素。
相应地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种或三种或四种元素。
例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种元素。
如果铝合金，即（高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种元素，则铝合金（即，箔材料）优选地包括钪（Sc）和镁（Mg）。可替换地，铝合金（即，箔材料）优选地包括镁（Mg）和镱（Yb）。可替换地，铝合金（即，箔材料）优选地包括钪（Sc）和锆（Zr）。可替换地，铝合金（即，箔材料）优选地包括钪（Sc）和镱（Yb）。可替换地，铝合金（即，箔材料）优选地包括钪（Sc）和锰（Mn）。
例如，如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）和镁（Mg），则铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）。优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.8 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从1.0到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.4 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从1.5到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约0.2 wt.-%的数量的钪（Sc）和以大约3.0 wt.-%的数量的镁（Mg）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括镁（Mg）和镱（Yb），则铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从1.0到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）和以从0.1到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从2.5到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）和以从0.35到0.45 wt.-%的数量的镱（Yb）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约3.0 wt.-%的数量的镁（Mg）和以大约0.4 wt.-%的数量的镱（Yb）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）和锆（Zr），则铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）。优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.8 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.085到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.5到0.7 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.2到0.4 wt.-%的数量的锆（Zr）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约0.6 wt.-%的数量的钪（Sc）和以大约0.3 wt.-%的数量的锆（Zr）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）和镱（Yb），则铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.8 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.1到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.5到0.7 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.1到0.2 wt.-%的数量的镱（Yb）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约0.6 wt.-%的数量的钪（Sc）和以大约0.15 wt.-%的数量的镱（Yb）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）和锰（Mn），则铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.1到0.8 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.08到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.5到0.7 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.08到0.35 wt.-%的数量的锰（Mn）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约0.6 wt.-%的数量的钪（Sc）和以大约0.08 wt.-%的数量的锰（Mn）。
可替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的三种元素。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb），则铝合金优选地包括基于铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。
优选地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从0.3到0.8 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.2到0.4 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.1到0.35 wt.-%的数量的镱（Yb）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从0.5到0.7 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.25到0.35 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.1到0.2 wt.-%的数量的镱（Yb）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约0.6 wt.-%的数量的钪（Sc）、以大约0.3 wt.-%的数量的锆（Zr）和以大约0.15 wt.-%的数量的镱（Yb）。
如果铝合金（即，箔材料）包括钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb），则认识到的是，铝合金包括以特定的重量比的三种元素。
在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括以从1 / ½ / ¼到1 / ⅓ / ⅓的重量比[Sc/Zr/Yb]的钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括以从1 / 1/2 / 1/4到1 / 1/3 / 1/4、优选地从1 / 1/2 / 1/4到1 / 1/3 / 1/6和最优选地从1 / 1/2 / 1/4到1 / 1/4 / 1/8的重量比[Sc/Zr/Yb]的钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括以大约1 / ½ / ¼的重量比[Sc/Zr/Yb]的钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。这样的重量比对于得到具有增加的热机械稳定性的铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）是有利的。
在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的四种元素。例如，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括镁（Mg）、钪（Sc）、锆（Zr）和锰（Mn）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括镁（Mg）、钪（Sc）、锆（Zr）和锰（Mn），则铝合金优选地包括基于铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg）、以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。
优选地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括基于铝合金的总重量的以从2.5到4.6 wt.-%的数量的镁（Mg）、以从0.1到0.3 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.15 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.08到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。更优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以从3.2到4.6 wt.-%的数量的镁（Mg）、以从0.15到0.3 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.15 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.08到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。最优选地，铝合金包括基于铝合金的总重量的以大约4.6 wt.-%的数量的镁（Mg）、以大约0.26 wt.-%的数量的钪（Sc）、以大约0.09 wt.-%的数量的锆（Zr）和以大约0.08 wt.-%的数量的锰（Mn）。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括镁（Mg）、钪（Sc）、锆（Zr）和锰（Mn），则认识到的是，铝合金包括以特定的重量比的这四种元素。
在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括以从1 / 1/18 / 1/57 / 1/51到1 / 1/20 / 1/7 / 1/40的重量比[Mg/Sc/Mn/Zr]的镁（Mg）、钪（Sc）、锰（Mn）和锆（Zr）。在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括以大约1 / 1/18 / 1/57 / 1/51的重量比[Mg/Sc/Mn/Zr]的镁（Mg）、钪（Sc）、锰（Mn）和锆（Zr）。这样的重量比对于得到具有增加的热机械稳定性的铝合金（即，箔材料）是有利的。
在本发明的一个实施例中，铝合金选自包括AlSc0.6Zr0.3、AlSc0.6Zr0.3Yb0.15、AlMg4.6Sc0.26Mn0.08Zr0.09和AlMg4.0Sc0.2Mn0.6Zr0.1的组。
此外，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）可包括另外的合金元素。
在本发明的一个实施例中，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金（即，箔材料）包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的一种另外的合金元素。可替换地，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的两种或三种另外的合金元素。
如果铝合金，即（高导电高温稳定箔材料）包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素，则铝合金包括基于铝合金的总重量的优选地以≤ 5.0 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的基于铝合金的总重量的以从0.05到5.0 wt.-%、优选地从0.05到4.0 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。
术语“总数量”在本发明的意义中指的是在铝合金中的单种元素的数量。此外，如果铝合金包括两种或更多元素，如两种或三种或四种元素，则所述术语指的是在铝合金中的两种或更多元素的数量之和。
附加地或替换地，铝合金包括从包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的一种另外的合金元素。可替换地，铝合金包括从包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的两种或三种另外的合金元素。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括从包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素，则铝合金包括基于铝合金的总重量的优选地以≤ 2.0 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的基于铝合金的总重量的以从0.05到5.0 wt.-%、优选地从0.05到1.5 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。
附加地或替换地，铝合金包括从包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的一种另外的合金元素。可替换地，铝合金包括从包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的两种或三种另外的合金元素。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括从包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素，则铝合金包括基于铝合金的总重量的优选地以≤ 1.0 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组选择的基于铝合金的总重量的以从0.01到1.0 wt.-%、优选地从0.05到0.75 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。
附加地或替换地，铝合金包括从包括钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的一种另外的合金元素。可替换地，铝合金包括从包括钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的两种或三种另外的合金元素。
如果铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）包括从包括钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素，则铝合金包括基于铝合金的总重量的优选地以≤ 0.5 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。例如，铝合金包括从包括钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的基于铝合金的总重量的以从0.01到0.5 wt.-%、优选地从0.05到0.25 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。
因此，认识到的是，铝合金（即，高导电高温稳定箔材料）优选地包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）、铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）、钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。在本发明的一个实施例中，从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）、铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）、钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的基于铝合金的总重量的以从如0.1到8.5 wt.-%的总数量的至少一种另外的合金元素。
这些另外的合金元素可以用添加的方式与从由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）和镱（Yb）和锰（Mn）组成的组选择的至少两种元素起作用，即，它们可在平衡可溶性限制之上与至少两种元素溶解在铝中，并因而使得能够经由沉淀硬化增加强度。
认识到的是，基于铝合金（即，箔材料）的总重量的100.0 wt.-%的其余部分指的是存在于铝合金中的铝和不可避免的杂质（如金属和非金属杂质）。
基于铝合金的总重量，这些杂质均可以以高达大约0.5 wt.-%的数量和总共高达2.0 wt.-%的数量存在。然而，这样的杂质并不从根据本发明或其应用的高导电高温稳定箔材料也不从本发明的工艺去掉。
在本发明的一个实施例中，高导电高温稳定箔材料通过如下所述的工艺得到。
根据本发明的另一方面，提供用于制备如上限定的高导电高温稳定箔材料的工艺。该工艺至少包括下列步骤：
a）熔化预备材料，其包括用于形成熔融铝合金的铝和选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素；
b）将熔融铝合金冷却到室温以形成固化铝合金，
c）将固化铝合金滚压到从5.0 µm到100.0 µm的厚度以形成滚压铝合金，以及
d）在至少250℃的温度下使滚压铝合金退火。
根据本发明的工艺允许制备高导电高温稳定箔材料，其展示改善的热机械稳定性且进一步以抗原子氧以及抗Xe离子腐蚀为特征。例如，基于根据本发明的工艺制备的高导电高温稳定箔材料展示不被升高的温度的长时期暴露影响的硬度和/或强度。特别是，所制备的高导电高温稳定箔材料以在室温下（即，在大约20℃的温度下）在暴露于高温之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。例如，所制备的高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于大约200℃的温度之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。在本发明的一个实施例中，所制备的高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于大约200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。例如，所制备的高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于大约200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度或强度为特征。可替换地，所制备的高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于大约200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和强度为特征。
此外，该工艺使能具有从5.0 µm到100.0 µm、优选地从5.0 µm到75.0 µm、更优选地从5.0 µm到50.0 µm、甚至更优选地从5.0 µm到40.0 µm、仍然更优选地从5.0 µm到25.0 µm和最优选地从5.0 µm到15.0 µm的厚度的高导电高温稳定箔材料的制备。例如，该工艺使能具有从5.0 µm到50.0 µm（如从10.0 µm到25.0 µm）的厚度的高导电高温稳定箔材料的制备。
根据本发明的步骤a），包括铝和选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素的预备材料被熔化以形成熔融铝合金。
在该工艺中使用的预备材料包括铝和至少两种元素（如从由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组选择的两种或三种或四种元素）的混合物。
关于铝、至少两种元素（如从由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组选择的两种或三种或四种元素）及其在铝合金中的数量，它指的是上面在限定本高导电高温稳定箔材料、它的单个成分及它们的数量时阐述的限定。
可替换地，预备材料还包括从包括铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）、铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）、钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
关于至少一种另外的合金元素，它指的是上面在限定至少一个另外的合金元素及其数量时阐述的限定。
认识到的是，可通过混合以粉末、碎片、薄片、棒等形式的所述组分来制备铝、从由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组选择的至少两种元素和可选的至少一种另外的合金元素的预备材料。技术人员将根据其工艺设备适应混合条件（例如混合速度的配置）。
本发明的工艺的步骤a）要求用于形成熔融铝合金的预备材料的熔化。
“熔融”状态在本发明的意义上被限定为材料完全是液体（即，完全熔化）的状态。在这个方面中，注意的是，熔化在能量的施加时出现在恒定温度下，而物质从熔化之后的时刻起（即，当温度开始升高时）被熔化。
在本发明的一个实施例中，预备材料的熔化在≥ 800℃（如在从800到1 500℃的范围内，例如在从800到1 000℃的范围内）的温度下执行。
根据本发明的步骤b），通过将熔融铝合金冷却到室温来形成固化铝合金。优选地，以≥ 10 K/sec和优选地≥ 20 K/sec的冷却速率执行熔融铝合金到室温的冷却。例如，以从10 K/sec到100 000 K/sec（如从20 K/sec到100 000 K/sec）的冷却速率执行熔融铝合金到室温的冷却。
在即时工艺的一个实施例中，冷却优选地是加速冷却。因此，优选地以从1 000 K/sec到100 000 K/sec（如从10 000 K/sec到100 000 K/sec）的冷却速率执行熔融铝合金到室温的冷却。加速冷却使在铝基本材料中的至少两种元素（如从由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组选择的两种或三种或四种元素）比在平衡状态中可能的显著更多地保持在固溶体中变得可能。
在本发明的工艺中，可通过技术人员已知的任何常规冷却手段来执行熔融铝合金到室温的冷却。例如可通过在水中的淬火、汽化或雾化、离心机模塑方法或熔化旋转快速固化工艺来执行熔融铝合金到室温的冷却。
优选地通过熔化旋转快速固化工艺得到的所制备的固化铝合金可通过将材料引入真空室中来在真空下脱气。在脱气工艺期间，固化铝合金（其表面可由氢、氧化物以及氢氧化物和湿气污染）在真空中被处理，以便移除这些可能存在的不需要的污染物。真空脱气在也被称为真空室或容器的适当的气密箱中被执行，其中容器展示通过阀与真空系统连接的气体出口。
在本发明的一个实施例中，在0.1到10-8毫巴的真空下执行真空脱气。例如，真空室可被以这样的方式控制，使得真空范围从10-2到10-7毫巴，优选地从10-3到10-6毫巴。
为了增加效率，可在升高的温度下执行脱气工艺。在本发明的一个实施例中，可以在从100到400℃、优选地从250到380℃或从275到320℃（如从290到300℃）的温度下执行真空脱气。然而，也可能在其它温度下（例如在室温下，即，在大约20℃下）执行真空脱气。
例如，可在1到1 000分钟、10到500分钟或30到400分钟的时间段期间执行真空脱气。在本发明的一个实施例中，在60分钟到180分钟的时间段期间执行真空脱气。
在真空脱气之后，固化铝合金可被压紧。压紧可机械地或使用气体压力来发生。适当的机械压紧方法的示例包括液压、冷压、等静压、或真空压。适当的压紧方法的一个示例涉及液压。压紧可在大气压力下或在真空下发生。
在本发明的一个实施例中，固化铝合金被均质化用于形成均质铝合金。
如果即时工艺包括均质化步骤，则均质化优选地在工艺步骤b）之后和在工艺步骤c）之前执行。
可通过技术人员已知的任何常规均质化手段来执行固化铝合金的均质化。例如，可通过在增加的温度下处理固化铝合金来执行固化铝合金的均质化。
例如，在≥ 300℃、优选地≥ 400℃和最优选地≥ 500℃的温度下执行固化铝合金的均质化。在本发明的一个实施例中，在从300到610℃、优选地从500到610℃和最优选地从600到610℃的温度下执行固化铝合金的均质化。认识到的是，优选地在固化铝合金的固相线温度Ts之下大约10℃的温度下执行均质化。术语“固相线温度”在本发明的意义中指的是一温度，固化铝合金在该温度以下是完全固体的。
可在1到120小时、10到60小时或16到40小时的时间段期间执行固化铝合金的均质化。在本发明的一个实施例中，在20到30小时（如大约24小时）的时间段期间执行固化铝合金的均质化。
通过将热处理的铝合金冷却到室温来形成均质化铝合金。优选地，以≥ 10 K/sec和优选地≥ 20 K/sec的冷却速率执行铝合金到室温的冷却。例如，对于固化铝合金的中心以从10 K/sec到1 000 K/sec（如从20 K/sec到500 K/sec）的冷却速率执行铝合金到室温的冷却。
可通过技术人员已知的任何常规冷却手段执行用于均质化固化铝合金的热处理的铝合金到室温的冷却。例如，可通过使铝合金在水中淬火来执行热处理的铝合金到室温的冷却，优选地，水具有大约室温的温度，即，大约20℃的温度。
在均质化之后，所得到的均质化铝合金可被形成以制备半成品和模制品。适当的形成方法的示例是挤压或挤压成型、锻造、拉伸成形、冲压、冲击挤压或深拉。
在本发明的一个实施例中，在从300到400℃、优选地从320到375℃或从340到350℃的温度下进一步经由挤压来处理均质化铝合金。
可在30到240分钟、45到200分钟或60到180分钟的时间段期间执行均质化铝合金的挤压。在本发明的一个实施例中，在90到120分钟的时间段期间执行均质化铝合金的挤压。
根据本工艺的步骤c），固化铝合金被滚压到从5.0 µm到100.0 µm的厚度以形成滚压铝合金。
在本发明的工艺中，可通过技术人员已知的任何常规手段来执行固化铝合金的滚压。例如，对于铝合金，可通过适合于得到从5.0 µm到100.0 µm的厚度的任何手段来执行固化铝合金的滚压。在本发明的一个实施例中，通过冷滚压技术来执行固化铝合金的滚压。
例如，在≤ 100℃、优选地≤ 80℃和最优选地≤ 50℃的温度下执行固化铝合金的滚压。在本发明的一个实施例中，在从10到100℃、优选地从10到80℃和最优选地从15到50℃（如从15到30℃）的温度下执行固化铝合金的滚压。例如，在室温（即，大约20℃）下执行固化铝合金的滚压。
在步骤c）中得到的滚压铝合金具有从5.0 µm到100.0 µm、优选地从5.0 µm到75.0 µm、更优选地从5.0 µm到50.0 µm、甚至更优选地从5.0 µm到40.0 µm、仍然更优选地从5.0 µm到25.0 µm和最优选地从5.0 µm到15.0 µm的厚度。例如，在步骤c）中得到的滚压铝合金具有从5.0 µm到50.0 µm（如从10.0 µm到25.0 µm）的厚度。
在滚压期间和/或之后，优选地在滚压之后，所得到的滚压铝合金可受到中间退火。这样的中间退火是有利的，以便防止通过变形能力的耗竭而引起的滚压铝合金的边缘破裂。
可通过技术人员已知的任何常规手段来执行滚压铝合金的中间退火。例如，可通过在增加的温度下处理滚压铝合金来执行滚压铝合金的中间退火。
例如，在≥ 200℃、优选地≥ 250℃和最优选地≥ 300℃的温度下执行滚压铝合金的中间退火。在本发明的一个实施例中，在从200到610℃、优选地从250到610℃和最优选地从300到610℃（如从350到610℃）的温度下执行滚压铝合金的中间退火。认识到的是，优选地在滚压铝合金的固相线温度Ts之下大约10℃的温度下执行中间退火。
可在1到120分钟、5到60分钟或10到45分钟的时间段期间执行滚压铝合金的中间退火。在本发明的一个实施例中，在10到30分钟（如大约15分钟）的时间段期间执行滚压铝合金的中间退火。
根据本工艺的步骤d），一个另外的要求是滚压铝合金在至少250℃的温度下退火。
这样的退火是有利的，以便稳定化铝合金，使得所得到的高导电高温稳定箔材料以高热机械稳定性为特征。
可通过技术人员已知的任何常规退火手段来执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。例如，可通过适合于在增加的温度下处理滚压铝合金的任何手段来执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。
例如，在≥ 250℃、优选地≥ 270℃和最优选地≥ 290℃的温度下执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。在本发明的一个实施例中，在从250到400℃、优选地从270到360℃和最优选地从290到320℃（如从295到310℃）的温度下执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。
可在1到120分钟、5到60分钟或10到45分钟的时间段期间执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。在本发明的一个实施例中，在10到30分钟（如大约15分钟）的时间段期间执行根据本工艺的步骤d）的滚压铝合金的退火。
退火的铝合金优选地被冷却到室温。在本发明的一个实施例中，以≥ 10 K/sec和优选地≥ 20 K/sec的冷却速率执行退火的铝合金到室温的冷却。例如，以从10 K/sec到1 000 K/sec（如从20 K/sec到500 K/sec）的冷却速率执行退火的铝合金到室温的冷却。
在本发明的工艺中，可通过技术人员已知的任何常规冷却手段来执行退火的铝合金到室温的冷却。例如，可通过使退火的铝合金在水中淬火来执行退火的铝合金到室温的冷却，优选地，水具有大约室温的温度，即，大约20℃的温度。
如上面已经提到的，通过根据本发明的工艺制备的箔材料是高导电高温稳定箔材料，即，硬度和/或强度在暴露于升高的温度之后不改变。例如，高导电高温稳定箔材料以在室温下（即，在大约20℃下）在暴露于大约200℃的温度之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。
在本发明的一个实施例中，高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。例如，高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度或强度为特征。可替换地，高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和强度为特征。
相应地，高导电高温稳定箔材料具有改善的热机械稳定性。特别是，高导电高温稳定箔材料具有高热机械循环稳定性。此外，高导电高温稳定箔材料以抗原子氧以及抗Xe离子腐蚀为特征。
鉴于对如上限定的高导电高温稳定箔材料得到的非常好的结果，本发明的另一方面指的是包括高导电高温稳定箔材料的太阳能电池互连器。
在本发明的一个实施例中，太阳能电池互连器由高导电高温稳定箔材料组成。
此外，本发明在另一方面中指的是在太阳能、飞机或太空应用中的如上限定的高导电高温稳定箔材料和/或如上限定的太阳能电池互连器的使用。
下面的示例可附加地图示本发明但不意味着将本发明限制到所例示的实施例。
示例
1 ．示例的准备
如下准备比较和创造性示例。
a ）比较示例 CE
AIMg3合金作为根据DIN 17007 3.3535的35 mm厚挤压棒被购买。
b ）创造性示例 1E1
通过在大约900℃下熔化市场上可得到的纯Al连同所需数量的AlSc2主合金和AlZr5主合金来制造AISc0.6Zr0.3合金以安全地溶解（通过扩散）所有Al3Sc和Al3Zr分散体（Al3Sc具有1320℃的标称熔化温度，Al3Zr具有1580℃的标称熔化温度）。为了将用于进一步处理的这两种合金元素保持在非常快速冷却到室温的Al基质中的固溶体中，使用熔化旋转快速固化。熔融材料通过在快速旋转水冷却Cu圆筒上的微小喷嘴来被浇铸，其紧接着固化并分离为离这个圆筒的无边的50 - 100 µm厚带。所估计的冷却速度是大约10 000 – 100 000 K/sec。无边的带材料由旋转刀劈开。因而产生的小碎片然后通过将小碎片放置到密封可加热的容器中而被进一步处理，在该容器中，在大约290 - 300℃/120分钟下的真空脱气被施加直到多于10-3毫巴的最终真空为止。以后，在液压装置的帮助下，小碎片被压紧（仍然位于密封容器中）成95 - 98%密致棒材料。棒材料然后如下所述受到挤压。
c ）创造性示例 IE2
通过在大约900℃下熔化市场上可得到的纯Al连同所需数量的AlSc2主合金、AlYb2主合金和AlZr5主合金来制造AlSc0.6Zr0.3Yb0.15合金以安全地溶解（通过扩散）所有Al3Sc、Al3Yb和Al3Zr分散体（Al3Sc具有1320℃的标称熔化温度，Al3Yb具有980℃的标称熔化温度，Al3Zr具有1580℃的标称熔化温度）。为了将用于进一步处理的三种合金元素保持在Al基质中的固溶体中，使用由熔化旋转快速固化技术进行的非常快速冷却到室温。熔融材料通过在快速旋转水冷却Cu圆筒上的微小喷嘴来被浇铸，其紧接着固化并分离为离这个圆筒的无边的50 - 100 µm厚带。所估计的冷却速度是大约10 000 – 100 000 K/sec。无边的带材料由旋转刀劈开。因而产生的小碎片然后通过将小碎片放置到密封可加热的容器中而被进一步处理，在该容器中，在大约290 - 300℃/120 分钟下的真空脱气被施加直到多于10-3毫巴的最终真空为止。以后，在液压装置的帮助下，小碎片被压紧（仍然位于密封容器中）成95 - 98%密致棒材料。棒材料然后如下所述受到挤压。
2 ．示例的挤压
所制备的样品CE以及IE1和IE2在相同的参数下被挤压成1.5 mm厚和21.5 mm厚宽带（挤压比23 : 1）。因此，棒在挤压模具装置中在高达340 - 350℃的熔炉中被加热。这个工艺将设备持续加热大约90 - 120分钟。然后，模具紧接着被转移到伺服液压机，且受控制的挤压以1 000 mm/分钟的最大挤压速度（与挤压条有关）被执行。通过此，可得出结论，在挤压（由于“内部”材料摩擦和外部模具表面-挤压材料摩擦）期间，加热到目标340 - 350℃之外的不想要的（所谓的“绝热”）材料出现了。
3 ．所得到的结果
通过这些示例证明了与现有技术AlMg3（比较示例CE）比较的增强的导电率和增强的热疲劳强度的IE1和IE2的优点。通过抗拉测试得到的关键机械特性被总结在表1中并在图2中用图形示出。虽然都根据ISO 6892测量的在断点A处的拉伸和杨氏模量E很难被影响，也根据ISO 6892测量的Rp0.2增加了大约50%。因此比率Rp0.2/E增加了类似的数量。这导致在如太阳能电池互连器的应用中的较高疲劳阻力，其本质上代表应变控制的疲劳建立。
表1：在创造性示例IE1和IE2及比较示例CE上测量的机械性质
材料 Rp0,2 [MPa] Rm [Mpa] A [%] E-模量 Rp0,2/E [*10-3]
AlMg3 CE 190 281 12 74.8 2.54
AlSc0.6Zr0.3 IE1 297 306 11 72.7 4.09
AlSc0.6Zr0.3Yb0.15 IE2 308 315 12 71.7 4.3
在图3中，绘制了在2小时的温度暴露的CE、IE1和IE2的室温机械性质，每个在325℃开始一直到400℃。测量示出了，与CE比较的IE1和IE2的改善的机械性质保持有效，即使在暴露于升高的温度之后。与CE比较，Rp0.2和Rm随着温度的不可避免的降低不显著得多，特别是在AlSc0.6Zr0.3Yb0.15 (IE2)中。在325℃下2小时的第一加热步骤之后IE1和IE2的几乎不受影响的强度值证明在200℃的显著更低的温度下的延长的稳定性的主张是正确的。
此外，图4所示的对应的硬度测量示出了，与CE比较的IE1和IE2的改善的硬度保持有效，即使在暴露于升高的温度之后。
最后，在图5中概述了CE及IE1和IE2的所测量的导电率。这支持与比较材料比较的创造性示例的显著的改善的导电率的主张。

Claims (15)

1.一种包括铝合金的高导电高温稳定箔材料，所述铝合金包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素。
2.根据权利要求1所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括：
a）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc），和/或
b）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg），和/或
c）基于所述铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr），和/或
d）基于所述铝合金的总重量的以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb），
e）基于所述铝合金的总重量的以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn）。
3.根据权利要求1或2所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的两种或三种或四种元素。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括：
a）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr），或
b）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb），或
c）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）和以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg），或
d）基于所述铝合金的总重量的以从0.1到3.2 wt.-%的数量的镁（Mg）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb）。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金：
a）包括基于所述铝合金的总重量的以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.075到0.5 wt.-%的数量的镱（Yb），和/或
b）包括以从1 / ½ / ¼到1 / ⅓ / ⅓的重量比[Sc/Zr/Yb]的钪（Sc）、锆（Zr）和镱（Yb）。
6.根据权利要求1到3中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金：
a）包括基于所述铝合金的总重量的以从0.1到5.0 wt.-%的数量的镁（Mg）、以从0.1到1.0 wt.-%的数量的钪（Sc）、以从0.075到0.5 wt.-%的数量的锆（Zr）和以从0.075到0.6 wt.-%的数量的锰（Mn），和/或
b）包括以从1 / 1/18 / 1/57 / 1/51到1 / 1/20 / 1/7 / 1/40的重量比[Mg/Sc/Mn/Zr]的镁（Mg）、钪（Sc）、锰（Mn）和锆（Zr）。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括从包括基于所述铝合金的总重量的以≤ 5.0 wt.-%的总数量的铜（Cu）、锰（Mn）、镁-硅（Mg-Si）、锌（Zn）、锂（Li）、银（Ag）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括从包括基于所述铝合金的总重量的以≤ 2.0 wt.-%的总数量的铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）、铪（Hf）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括从包括至少一个另外的合金元素的组选择的至少一种另外的合金元素，所述至少一个另外的合金元素选自包括基于所述铝合金的总重量的以≤ 1.0 wt.-%的总数量的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镥（Lu）及其混合物的组。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述铝合金包括从包括基于所述铝合金的总重量的以≤ 0.5 wt.-%的总数量的钙（Ca）、铍（Be）、锶（Sr）、钡（Ba）及其混合物的组选择的至少一种另外的合金元素。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述高导电高温稳定箔材料具有从5.0 µm到100 µm的厚度。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的高导电高温稳定箔材料，其中所述高导电高温稳定箔材料以在室温下在暴露于200℃的温度至少100小时之后与在温度暴露之前相同的硬度和/或强度为特征。
13.一种用于制备高导电高温稳定箔材料的工艺，所述工艺包括下列步骤：
a）熔化预备材料，其包括用于形成熔融铝合金的铝和选自由钪（Sc）、镁（Mg）、锆（Zr）、镱（Yb）和锰（Mn）组成的组的至少两种元素；
b）将所述熔融铝合金冷却到室温以形成固化铝合金，
c）将所述固化铝合金滚压到从5.0 µm到100.0 µm的厚度以形成滚压铝合金，以及
d）在至少250℃的温度下使所述滚压铝合金退火。
14.一种包括根据权利要求1到12中的任一项的高导电高温稳定箔材料的太阳能电池互连器。
15.在太阳能、飞机或太空应用中的根据权利要求1到12中的任一项的高导电高温稳定箔材料和/或根据权利要求14的太阳能电池互连器的使用。
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