CN109560158B - 一种铜基材光伏焊带的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；2)对铜基材表面进行等离子体处理；3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品。本发明制得的铜基材光伏焊带厚度均匀、表面平整、力学性能佳、作为光伏组件电池片的焊接材料电阻率低，可以有效降低光伏组件的光吸收功率损耗。
Description
技术领域：
本发明涉及光伏焊带技术领域,具体的涉及一种铜基材光伏焊带的制备方法。
背景技术：
光伏焊带又称涂锡铜带，主要应用于光伏组件电池片的连接，作为光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件的质量。目前，光伏焊带以热浸镀法为主要生产加工方式，该生产方式往往对铜带基材处理不彻底，从而焊带容易产生毛刺、针孔、斑点、表面厚度不均匀等问题，从而焊接容易出现不均匀的问题，进而影响甚至缩短光伏组件的使用寿命；并且热浸镀法通常在焊料加热过程中会产生气体污染环境，损害工作人员的身体健康；同时目前光伏组件的电池片在焊带连接处折射率相对电池片折射率较低，对光的吸收较低，从而不利于整个光伏组件光吸收功率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种铜基材光伏焊带的制备方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；
2)对铜基材表面进行等离子体处理；
3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；
4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品。
所述步骤1)酸性溶液由以下重量百分比的原料组成：盐酸10～28％、双氧水5～15％、苯并咪唑2～8％、其余为水，所述酸性溶液处理的时间为40～150s。
所述步骤2)等离子体处理采用常温常压等离子体处理，等离子体处理的功率为10～25KW，处理时间为60～100s。
所述步骤3)真空沉积的真空度为10﹣1Pa以下，温度为200～400℃，沉积时间为5～10min，所沉积的打底合金层为镍铜合金层，合金层的厚度为1～10μm。
所述步骤4)电刷镀的电压为8～18V，电刷度的速度为8～12m/min，电刷镀的温度为50～80℃。
所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 2.0～3.5％、Ag 0.8～2.5％、Cu 8.0～13.5％、Ga 1.5～4.5％、La 3.5～6.5％、Nd 2.0～5.0％、纳米Ge微球1.5～3.0％余量为Sn。
所述步骤4)电刷镀的电压为12V，电刷度的速度为10m/min，电刷镀的温度为60℃。
所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 2.5％、Ag 1.5％、Cu11.5％、Ga 2.5％、La 4.5％、Nd 3.0％、纳米Ge微球2.5％余量为Sn。
所述纳米Ge微球的直径为150nm～300nm。
所述步骤4)焊料层的厚度为10～100μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过酸性溶液对铜基材进行清洗、再通过等离子体处理对铜基材进行表面粗化、并沉积一层打底层，可以增强焊料层在铜基材上的附着力；通过电刷镀的工艺可以保证焊料的厚度均匀、表面平整；焊料中加入Ga、La、Nd元素可以提高焊带的可焊接性能并且保证焊带的力学性能；焊料中加入Ge纳米微球可以提高焊带的力学性能并且可以有效降低焊带的电阻率，从而减少光伏组件的光功率损耗。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；
2)对铜基材表面进行等离子体处理；
3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；
4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品。
所述步骤1)酸性溶液由以下重量百分比的原料组成：盐酸15％、双氧水10％、苯并咪唑6％、其余为水，所述酸性溶液处理的时间为80s。
所述步骤2)等离子体处理采用常温常压等离子体处理，等离子体处理的功率为15KW，处理时间为80s。
所述步骤3)真空沉积的真空度为9×10﹣2Pa，温度为300℃，沉积时间为8min，所沉积的打底合金层为镍铜合金层，合金层的厚度为5μm。
所述步骤4)电刷镀的电压为12V，电刷度的速度为10m/min，电刷镀的温度为60℃。
所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 2.5％、Ag 1.5％、Cu11.5％、Ga 2.5％、La 4.5％、Nd 3.0％、纳米Ge微球2.5％余量为Sn。
所述纳米Ge微球的直径为250nm。
所述步骤4)焊料层的厚度为30μm。
实施例2
一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；
2)对铜基材表面进行等离子体处理；
3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；
4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品。
所述步骤1)酸性溶液由以下重量百分比的原料组成：盐酸10％、双氧水5％、苯并咪唑2％、其余为水，所述酸性溶液处理的时间为40s。
所述步骤2)等离子体处理采用常温常压等离子体处理，等离子体处理的功率为10KW，处理时间为60s。
所述步骤3)真空沉积的真空度为8×10﹣2Pa以下，温度为200℃，沉积时间为5min，所沉积的打底合金层为镍铜合金层，合金层的厚度为5μm。
所述步骤4)电刷镀的电压为8V，电刷度的速度为8m/min，电刷镀的温度为50℃。
所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 2.0％、Ag 0.8％、Cu8.0％、Ga 1.5％、La 3.5％、Nd 2.0％、纳米Ge微球1.5％余量为Sn。
所述纳米Ge微球的直径为150nmnm。
所述步骤4)焊料层的厚度为50μm。
实施例3
一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；
2)对铜基材表面进行等离子体处理；
3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；
4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品。
所述步骤1)酸性溶液由以下重量百分比的原料组成：盐酸28％、双氧水15％、苯并咪唑8％、其余为水，所述酸性溶液处理的时间为150s。
所述步骤2)等离子体处理采用常温常压等离子体处理，等离子体处理的功率为25KW，处理时间为100s。
所述步骤3)真空沉积的真空度为8×10﹣1Pa以下，温度为400℃，沉积时间为10min，所沉积的打底合金层为镍铜合金层，合金层的厚度为10μm。
所述步骤4)电刷镀的电压为18V，电刷度的速度为12m/min，电刷镀的温度为80℃。
所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 3.5％、Ag 0.8～2.5％、Cu13.5％、Ga 4.5％、La 6.5％、Nd 5.0％、纳米Ge微球3.0％余量为Sn。
所述纳米Ge微球的直径为300nm。
所述步骤4)焊料层的厚度为50μm。
对比实施例
普通市售铜基材光伏焊带。
将采用实施例1、实施例2、实施例3制得的光伏焊带和对比实施例的光伏焊带均剪成10cm×1.5cm的样条并进行性能测试，测试结果如下表：
从实验结果看，采用本发明制备的铜基材光伏焊带各项性能均优于普通市售铜基材光伏焊带，表面厚度均匀、力学性能佳，电阻率可达到0.01512Ω·mm2/m，从而能够提高光伏组件焊接处的性能，减少光伏组件光吸收功率的损耗。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。
Claims (7)
1.一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)采用酸性溶液对铜基材进行清洗处理，去除铜基材表面的脏污及杂质；2)对铜基材表面进行等离子体处理；3)在铜基材表面真空沉积一层打底合金层；4)采用电刷镀的工艺在打底合金层表面刷镀一层焊料，得到铜基材光伏焊带成品，所述步骤1)酸性溶液由以下重量百分比的原料组成：盐酸10～28％、双氧水5～15％、苯并咪唑2～8％、其余为水，所述酸性溶液处理的时间为40～150s，所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi2.0～3.5％、Ag 0.8～2.5％、Cu 8.0～13.5％、Ga 1.5～4.5％、La 3.5～6.5％、Nd 2.0～5.0％、纳米Ge微球1.5～3.0％，余量为Sn，所述纳米Ge微球的直径为150nm～300nm。
2.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤2)等离子体处理采用常温常压等离子体处理，等离子体处理的功率为10～25KW，处理时间为60～100s。
3.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤3)真空沉积的真空度为10﹣1Pa以下，温度为200～400℃，沉积时间为5～10min，所沉积的打底合金层为镍铜合金层，合金层的厚度为1～10μm。
4.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤4)电刷镀的电压为8～18V，电刷度的速度为8～12m/min，电刷镀的温度为50～80℃。
5.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤4)电刷镀的电压为12V，电刷度的速度为10m/min，电刷镀的温度为60℃。
6.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的焊料有以下重量百分比的原料组成：Bi 2.5％、Ag 1.5％、Cu 11.5％、Ga 2.5％、La 4.5％、Nd 3.0％、纳米Ge微球2.5％，余量为Sn。
7.根据权利要求1所述的一种铜基材光伏焊带的制备方法，其特征在于：所述步骤4)焊料层的厚度为10～100μm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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