CN105023967A - 梯形焊带及其光伏组件和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种梯形焊带，其中，沿焊带的长度方向上设置有至少一条截面呈梯形的齿条。本发明同时该公开了一种光伏组件和梯形焊带的制备方法。本发明与现有技术相比，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏产品领域的焊带，具体涉及一种梯形焊带及其光伏组件和制备方法。
背景技术
在目前的光伏组件中，所使用的焊带其表面几乎均为光滑的平面，这样的焊带利于焊接，但是对于照射到焊带表面的太阳光线会完全的反射回去，这就降低了电池片对太阳光的利用率，限制了组件功率的进一步提升。
为了解决上述的技术问题，现在出现了一种表面为锯齿状的焊带，通过锯齿面的作用来形成对光线的有效反射，使得光线能够尽可能地收集到电池片上，以此提高电池片的功率。
但是，这种焊带在使用过程中，我们发现，由于焊带是需要连接到排列的多片电池片单元上，因此焊带上的一段是锯齿面对着外界，但是到了相邻的另一片电池片单元上后，锯齿面就会作为焊带与电池片的连接面来使用，由于焊带的表面被锯齿化后，其与电池片的接触面积就减小了。因此，必然地，这种焊带在与电池片的连接牢固程度上又减小了。如何实现一种可以权衡提高功率和保证连接强度的焊带，这两个问题似乎成为了一对相矛盾的技术问题，如何同时解决这两个问题，也就成为了业内的一个技术难点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可以同时解决如何提高功率和如何保证连接强度这两个技术问题的梯形焊带及其光伏组件和制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
梯形焊带，其中，沿焊带的长度方向上设置有至少一条截面呈梯形的齿条。
本发明与现有技术相比，通过梯形的顶面进行与电池片的连接，两侧面进行光线的反射反射，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：
作为优选的方案，上述的梯形焊带中，沿焊带的长度方向上设置有两条截面呈梯形的齿条，这两条齿条沿着焊带的宽度方向排列，且这两条齿条之间形成夹角。
采用上述优选的方案，焊带表面具有两条梯形的齿条，虽然表面上看起来是简单地将单梯形改进为双梯形的焊带，但是其无论在电池片功率方面还是连接强度方面都得到了提高；具体说来的原理主要在于：第一，电池片功率方面，焊带不光在其两侧形成向电池片的光线反射，焊带之间的夹角部分的斜面也可以形成向夹角内的光线反射，不同入射角度的光线最终会经多次反射照射到电池片上，因此相较于原先的梯形焊带或者扁平焊带，在电池片功率上都可以明显地实现提高；第二，连接强度方面，原先是依靠梯形焊带的顶面进行焊带与电池片的连接，而现在同样是利用双梯形的两个顶面进行连接，虽然在连接面积上，双梯形焊带可能会小于原先的梯形焊带，但是由于将连接面分为间隔开来的两个，因此可以说将连接面的宽度扩大了，虽然当中的夹角处在连接后形成了空腔，但是该空腔位于焊带的中间，连接后，外力很难进入到此部分，而且后续也可以通过向该空腔内灌入黏胶的方式来形成更强的连接。
作为优选的方案，上述的夹角为45-150度。
采用上述优选的方案，可以使得电池片功率和连接强度进一步地得到提高。
作为优选的方案，上述的梯形为非等腰梯形。
采用上述优选的方案，可以使得两外侧面和两内侧面可以形成不同的性能。例如，外侧面较缓，形成较优的反射性能；内侧面较陡，可以提高连接强度。
作为优选的方案，上述的齿条位于焊带外侧的坡面向焊带的底部延伸的时候在底部形成垂直面。
采用上述优选的方案，可以在一定程度上提高焊带与电池片正面的连接强度。
作为可选的方案，上述的齿条位于焊带外侧的坡面向焊带的底部延伸的时候在底部形成向外凸出的弧面。
采用上述优选的方案，弧面也可以形成对光线的反射作用，从而还可以进一步地提高电池片的功率。
光伏组件，包括多片电池片，该多片电池片通过上述的梯形焊带进行连接。
本发明的光伏组件由于采用了该梯形焊带，同样兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点。
梯形焊带的制备方法，其包括以下步骤：
1)通过表面具有两条截面为梯形的凹槽的压辊沿着焊带基材的长度方向对焊带基材的表面进行轧制，在焊带基材的表面形成沿焊带基材宽度方向排列的至少一条齿条；
2)通过退火设备对经轧制的焊带基材进行退火处理；
3)通过涂锡设备对经退火的焊带基材进行涂锡处理。
本发明的焊带制备方法通过表面具有两条截面为梯形的凹槽的压辊的轧制作用将焊带基材加工为表面具有两条梯形齿条的焊带，虽然表面上看起来是简单地将单梯形改进为双梯形的焊带，但是其无论在电池片功率方面还是连接强度方面都得到了提高；具体说来的原理主要在于：第一，电池片功率方面，焊带不光在其两侧形成向电池片的光线反射，焊带之间的夹角部分的斜面也可以形成向夹角内的光线反射，不同入射角度的光线最终会经多次反射照射到电池片上，因此相较于原先的梯形焊带或者扁平焊带，在电池片功率上都可以明显地实现提高；第二，连接强度方面，原先是依靠梯形焊带的顶面进行焊带与电池片的连接，而现在同样是利用双梯形的两个顶面进行连接，虽然在连接面积上，双梯形焊带可能会小于原先的梯形焊带，但是由于将连接面分为间隔开来的两个，因此可以说将连接面的宽度扩大了，虽然当中的夹角处在连接后形成了空腔，但是该空腔位于焊带的中间，连接后，外力很难进入到此部分，而且后续也可以通过向该空腔内灌入黏胶的方式来形成更强的连接。
因此，本发明与现有技术相比，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
作为优选的方案，上述的压辊的轧制速度为30米/分-150米/分。
采用上述优选的方案，可以减少压辊磨损，保证焊带的一致性及稳定性不受影响，防止出现焊带宽度及形貌的异常。
作为优选的方案，上述的退火设备的退火温度为400-1000摄氏度，退火时间为2-180秒。
采用上述优选的方案，可以防止焊带的屈服强度过高且拉伸偏低，也可以防止生产时铜带断线或铜带氧化的现象。
作为优选的方案，上述的涂锡设备的温度控制为165-300摄氏度。
采用上述优选的方案，可以保证涂锡后涂层具有良好的外观和抗氧化能力。
附图说明
图1为本发明的梯形焊带在具有单梯形这种实施方式下的立体图。
图2为本发明的梯形焊带在具有双梯形这种实施方式下的主视图。
图3为本发明的梯形焊带在具有双梯形这种实施方式下的俯视图。
图4为本发明的梯形焊带在具有双梯形这种实施方式下的立体图。
图5为本发明的双梯形焊带在一种实施方式下的剖视结构图。
图6为本发明的双梯形焊带在另一种实施方式下的剖视结构图。
图7为本发明的梯形焊带连接于电池片时在俯视角度下的结构示意图。
图8为本发明的梯形焊带连接于电池片时在侧视角度下的结构示意图。
图9为本发明的梯形焊带的制备方法中所使用的压辊的结构示意图。
其中，1.焊带 2.齿条 21.夹角 22.坡面 23.垂直面 24.弧面 3.压辊31.凹槽 4.电池片。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图2-8所示，在本发明的梯形焊带的其中一些实施方式中，沿焊带1的长度方向上设置有两条截面呈梯形的齿条2，这两条齿条2沿着焊带1的宽度方向排列，且这两条齿条2之间形成夹角21。该焊带1在与电池片4进行连接时，一段的齿条2朝外设置、其背面与电池片4的正面连接，下一段的齿条2则连接于电池片4的背面，以此类推，从而形成了本发明的光伏组件。
本焊带及其组件中，焊带表面具有两条梯形的齿条，虽然表面上看起来是简单地将单梯形改进为双梯形的焊带，但是其无论在电池片功率方面还是连接强度方面都得到了提高；具体说来的原理主要在于：第一，电池片功率方面，焊带不光在其两侧形成向电池片的光线反射，焊带之间的夹角部分的斜面也可以形成向夹角内的光线反射，不同入射角度的光线最终会经多次反射照射到电池片，因此相较于原先的梯形焊带或者扁平焊带，在电池片功率上都可以明显地实现提高；第二，连接强度方面，原先是依靠梯形焊带的顶面进行焊带与电池片的连接，而现在同样是利用双梯形的两个顶面进行连接，虽然在连接面积上，梯形焊带可能会小于原先的梯形焊带，但是由于将连接面分为间隔开来的两个，因此可以说将连接面的宽度扩大了，虽然当中的夹角处在连接后形成了空腔，但是该空腔位于焊带的中间，连接后，外力很难进入到此部分，而且后续也可以通过向该空腔内灌入黏胶的方式来形成更强的连接。因此，本发明与现有技术相比，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
如图1所示，在本发明的梯形焊带的另一些实施方式中，其还可以设置为单梯形，即沿焊带的长度方向上设置有一条截面呈梯形的齿条2。其与现有技术相比，通过梯形的顶面进行与电池片的连接，两侧面进行光线的反射，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的梯形焊带的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的夹角21为45-150度。采用该实施方式的方案，可以使得电池片功率和连接强度进一步地得到提高。
为了证明上述的技术效果，下面将给出验证的数据对上述效果予以说明，采用的试验测试设备为电子剥离试验机和功率测试仪。
首先是焊带剥离强度的实验数据：
| 实施例 | 夹角 | 试验数量 | 平均剥离强度，N/mm |
| 1 | 45° | 15 | 2.35 |
| 2 | 90° | 15 | 2.25 |
| 3 | 110° | 15 | 2.06 |
| 4 | 130° | 15 | 1.97 |
| 5 | 150° | 15 | 1.85 |
由上表可以看出，当夹角在45°～150°时，平均剥离强度≥1.73N/mm，满足要求，也就验证了上述的连接强度的技术效果。
其次是组件功率的实验数据：
由上表可以看出，当夹角在45°～150°时，平均功率均高于标称功率，也就验证了上述的提高电池片功率的技术效果。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图5-6所示，在本发明的梯形焊带的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的梯形为非等腰梯形。采用该实施方式的方案，可以使得两外侧面和两内侧面可以形成不同的性能。例如，外侧面较缓，形成较优的反射性能；内侧面较陡，可以提高连接强度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图5所示，在本发明的梯形焊带的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的齿条2位于焊带1外侧的坡面22向焊带1的底部延伸的时候在底部形成垂直面23。采用该实施方式的方案，可以在一定程度上提高焊带与电池片正面的连接强度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图6所示，在本发明的梯形焊带的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的齿条2位于焊带1外侧的坡面22向焊带1的底部延伸的时候在底部形成向外凸出的弧面24。采用该实施方式的方案，弧面也可以形成对光线的反射作用，从而还可以进一步地提高电池片的功率。
为了达到本发明的目的，结合图9所示，在本发明的梯形焊带的制备方法的其中一些实施方式中，其包括以下步骤：
1)通过表面具有两条截面为梯形的凹槽31的压辊3(凹槽31沿压辊3的周向在压辊3上延伸)沿着焊带基材的长度方向对焊带基材的表面进行轧制，在焊带基材的表面形成沿焊带基材宽度方向排列的两条齿条(也可以轧制为一条或者多条，只需要调整凹槽31的数量即可，两条较为优选)；
2)通过退火设备对经轧制的焊带基材进行退火处理；
3)通过涂锡设备对经退火的焊带基材进行涂锡处理。
其中，焊带基材可以为线材、通过压延机轧制过后的扁材或者直接购买得到的扁材等，不需要自己另外进行轧制加工。退火设备可以具体采用退火炉，在炉管中通入还原性气体，使用全纤维电子温控炉对铜带进行连续退火，以得到性能满足要求的铜带。涂锡设备可以采用涂锡机，将铜带经过装有熔融焊料的锡炉，使铜带表面均匀涂覆一层锡铅或无铅合金。
而在一些工厂的加工中，完成涂锡的设备还可以自行选择进行收线处理，具体采用收线机即可，利用高速收线机使焊带收于工字轴，保证排线紧密，松紧适当。收线速度最好控制为不超过150米/分，收线速度不宜过快，否则容易导致焊带屈服强度增加，不利于减少组件客户的碎片率；过慢则会导致绕线松散不利于运输，增加了不良品的风险。
本焊带制备方法通过表面具有两条截面为梯形的凹槽的压辊的轧制作用将焊带基材加工为表面具有两条梯形齿条的焊带，虽然表面上看起来是简单地将单梯形改进为双梯形的焊带，但是其无论在电池片功率方面还是连接强度方面都得到了提高；具体说来的原理主要在于：第一，电池片功率方面，焊带不光在其两侧形成向电池片的光线反射，焊带之间的夹角部分的斜面也可以形成向夹角内的光线反射，不同入射角度的光线最终会经多次反射照射到电池片，因此相较于原先的梯形焊带或者扁平焊带，在电池片功率上都可以明显地实现提高；第二，连接强度方面，原先是依靠梯形焊带的顶面进行焊带与电池片的连接，而现在同样是利用双梯形的两个顶面进行连接，虽然在连接面积上，梯形焊带可能会小于原先的梯形焊带，但是由于将连接面分为间隔开来的两个，因此可以说将连接面的宽度扩大了，虽然当中的夹角处在连接后形成了空腔，但是该空腔位于焊带的中间，连接后，外力很难进入到此部分，而且后续也可以通过向该空腔内灌入黏胶的方式来形成更强的连接。因此，本发明与现有技术相比，可以使得焊带兼具提高电池片功率和保证焊带与电池片连接强度的两大优点，也使得这两个技术问题可以同时得到解决，从而有效扩大了焊带的性能和应用范围，提高了光伏组件的整体性能质量。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的梯形焊带的制备方法的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的压辊的轧制速度可以设置为30米/分-150米/分，采用该实施方式的方案，压辊的速度可以减少压辊磨损，保证焊带的一致性及稳定性不受影响，防止出现焊带宽度及形貌的异常。
为了验证上述的技术效果，以下给出了该范围内的实验数据加以说明。其采用的实验设备为金相显微镜。
从上述内容可以看到，相较于范围之外的对比例，本范围内的压辊速度，有效防止了焊带的异常现象，也就验证了上述的技术效果。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的梯形焊带的制备方法的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的退火设备的退火温度可以设置为400-1000摄氏度，退火时间可以设置为2-180秒，可以防止焊带的屈服强度过高且拉伸偏低，也可以防止生产时铜带断线或铜带氧化的现象。
为了验证上述的技术效果，以下给出了该范围内的实验数据加以说明。其采用的实验设备为电子万能试验机及氧含量测试仪。
从上述内容可以看到，相较于范围之外的对比例1和2，本范围内的退火温度和退火时间，保证了更佳的屈服强度，有效地防止了氧化现象，也就验证了上述的技术效果。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的梯形焊带的制备方法的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的涂锡设备的温度可以控制为165-300摄氏度，可以保证涂锡后涂层具有良好的外观和抗氧化能力。
为了验证上述的技术效果，以下给出了该范围内的实验数据加以说明。其采用的实验设备为电子温控加热台。
从上述内容可以看到，相较于范围之外的对比例1和2，本范围内的涂锡温度，形成了焊带更佳的外观和抗氧化能力(焊带在出现颜色变化前，能经受高温加热的时间越长代表其抗氧化能力越好)，也就验证了上述的技术效果。
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 (11)
1.梯形焊带，其特征在于，沿焊带的长度方向上设置有至少一条截面呈梯形的齿条。
2.根据权利要求1所述的梯形焊带，其特征在于，沿焊带的长度方向上设置有两条截面呈梯形的齿条，所述的两条齿条沿着焊带的宽度方向排列，且所述的两条齿条之间形成夹角。
3.根据权利要求2所述的梯形焊带，其特征在于，所述夹角为45-150度。
4.根据权利要求2或3所述的梯形焊带，其特征在于，所述梯形为非等腰梯形。
5.根据权利要求2或3所述的梯形焊带，其特征在于，所述齿条位于焊带外侧的坡面向所述焊带的底部延伸的时候在底部形成垂直面。
6.根据权利要求2或3所述的梯形焊带，其特征在于，所述齿条位于焊带外侧的坡面向所述焊带的底部延伸的时候在底部形成向外凸出的弧面。
7.光伏组件，包括多片电池片，其特征在于，所述多片电池片通过权利要求1-6任一所述的梯形焊带进行连接。
8.梯形焊带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过表面具有两条截面为梯形的凹槽的压辊沿着焊带基材的长度方向对焊带基材的表面进行轧制，在焊带基材的表面形成沿焊带基材宽度方向排列的至少一条齿条；
2)通过退火设备对经轧制的焊带基材进行退火处理；
3)通过涂锡设备对经退火的焊带基材进行涂锡处理。
9.根据权利要求8所述的梯形焊带的制备方法，其特征在于，所述压辊的轧制速度为30米/分-150米/分。
10.根据权利要求8所述的梯形焊带的制备方法，其特征在于，所述退火设备的退火温度为400-1000摄氏度，退火时间为2-180秒。
11.根据权利要求8所述的梯形焊带的制备方法，其特征在于，所述涂锡设备的温度控制为165-300摄氏度。
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