CN109768119B - 一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法，包括将太阳电池片与互连片摆放在垫块上，采用平行间隙电阻对太阳电池片和互连片进行焊接，焊接速率为焊头下降速率为1.5‑2.5次/s，垫块的横截面积的长和宽大于太阳电池片的长和宽。该焊接方法适用于大面积薄型太阳电池，对于大面积薄型太阳电池的焊接，焊接可靠性高、裂片率低、成品率高。
Description
技术领域
本发明属于空间高效砷化镓太阳电池的焊接技术领域，尤其是涉及一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法。
背景技术
目前，卫星和飞船用发电单元采用最广泛的是砷化镓太阳电池阵。在砷化镓太阳电池阵的制作过程中，采用焊接的方式将互连材料连到空间用砷化镓太阳电池上以引出电极。目前国内空间砷化镓太阳电池的焊接普遍采用平行间隙电阻焊技术，太阳电池通用规格一般为20mm×40mm×0.175mm～40mm×80mm×0.175mm。而特殊的大面积薄型砷化镓太阳电池的规格为80mm×80mm，比40mm×80mm太阳电池的面积增大1倍，电池厚度也由原来的0.175mm降低到0.145mm，减薄0.03mm。
根据目前采用40mm×80mm×0.175mm规格太阳电池的焊接工艺，焊接的不合格率为10％，与以往太阳电池相比不合格率相对较高，主要不合格原因为太阳电池在焊接过程中产生裂片。因此，现有技术中的焊接工艺只针对通用型号小尺寸太阳电池的焊接，对于大面积薄型太阳电池片的焊接极易产生裂片等问题，在该规格下焊接，焊接情况不适用，影响生产成本。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法，适用于大面积薄型太阳电池，焊接可靠性高、裂片率低、成品率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法，包括将太阳电池片与互连片摆放在垫块上，采用平行间隙电阻对太阳电池片和互连片进行焊接，焊接速率为焊头下降速率为1.5-2.5次/s，垫块的横截面积的长和宽大于太阳电池片的长和宽。使用平行间隙电阻进行焊接时，用焊接原来小面积砷化镓太阳电池的速率，其焊接速率过快，焊接时焊头对电池的瞬态冲击较大。根据试验，将焊接速率降低至原速率的一半以下，由于焊接速率下降，焊接时减少了焊头对电池的瞬态冲击，对于大面积薄型砷化镓太阳电池，可减少电池的裂片。小面积砷化镓太阳电池通常规格为40mm×80mm，焊接时使用的垫块的尺寸为40mm×50mm，而采用该尺寸垫块焊接规格为例如80mm×80mm的大面积薄型太阳电池时易产生局部变形和弯折，而采用横截面长和宽均大于待焊接太阳电池的长和宽的垫块，如采用100mm×100mm规格垫块可防止焊接时发生局部变形和弯折。
技术方案中，优选的，采用平行间隙电阻焊接太阳电池片和互连片所用的焊头为圆形焊头。通常焊接太阳电池时使用的焊头形貌为长方形，将焊头打磨，使焊头焊接形貌为平实的圆形，且在显微镜下检查其无局部突起，可保证焊接工艺稳定性和可靠性。
技术方案中，优选的，还包括在焊接时对太阳电池片或互连片进行按压，使太阳电池片或互连片与垫块接触面积增大。原焊接工艺，焊接过程中不对太阳电池进行按压，对大面积薄型太阳电池进行焊接时，由于电池面积大，翘曲度增大，而在焊接过程中对电池表面进行适度按压，使电池与垫块局部接触平台，接触面积增大，在焊接时减少了电池与垫块的局部移动和摩擦，减少裂片率。
技术方案中，优选的，焊接压力为1.6-2.0磅。
技术方案中，优选的，焊接功率为40W-65W。
本发明具有的优点和积极效果是：该大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法：
1.通过降低焊头下降速率，减少焊接时焊头对电池的瞬态冲击，减少了大面积薄型太阳电池的裂片；
2.通过增加垫块的横截面街，防止大面积薄型太阳电池在焊接过程中发生局部变形和弯折；
3.通过改变焊头形貌，将焊头形貌由方形打磨为圆形，提高焊接可靠性，降低裂片率；
4.通过在焊接过程中对电池片的按压，使电池与垫块局部接触平贴，接触面积增大，焊接时减少电池与垫块的局部移动和摩擦，减少裂片率。
附图说明
图1是本发明中太阳电池片在垫块上摆放位置的示意图。
图中：1、太阳电池片 2、垫块
具体实施方式
下面结合实施例对本发明具体实施方式做进一步介绍：
实施例一
本实施例所述的一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法具体如下：
所焊接的大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的规格为80mm×80mm×0.145mm，第一批投产太阳电池片共1万余片。
1.调节并核对焊接工艺参数，焊接功率为40W，焊接时间为40ms，焊接压力为1.6磅，核对焊头下降速率，将焊接速率调至焊头下降速率为1.5次/s；
2.摆放垫块，将规格为100mm×100mm的垫块摆放至焊接焊头正下方位置；
3.打磨焊头，将焊头打磨为形貌为平实的圆形结构，使其在显微镜下检查无局部突起，进行焊接拉力试验，拉力测试结果满足工艺要求；
4.将太阳电池片与互连片按照如图1所示的方式摆放在垫块上；
5.用手指轻按压电池待焊接位置，将焊头对准待焊位置，触发焊头下降，进行焊接。
使用上述方法进行焊接，焊接完成后统计不合格太阳电池数量，此批太阳电池片焊点拉力全部合格，焊接不合格率仅为1.8％。
实施例二
本实施例所述的一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法具体如下：
所焊接的大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的规格为80mm×80mm×0.145mm，第二批投产太阳电池片共8千余片。
1.调节并核对焊接工艺参数，焊接功率为65W，焊接时间为60ms，焊接压力为2.0磅，核对焊头下降速率，将焊接速率调至焊头下降速率为2.5次/s；
2.摆放垫块，将规格为100mm×100mm的垫块摆放至焊接焊头正下方位置；
3.打磨焊头，将焊头打磨为形貌为平实的圆形结构，使其在显微镜下检查无局部突起，进行焊接拉力试验，拉力测试结果满足工艺要求；
4.将太阳电池片与互连片按照如图1所示的方式摆放在垫块上；
5.用手指轻按压电池待焊接位置，将焊头对准待焊位置，触发焊头下降，进行焊接。
使用上述方法进行焊接，焊接完成后统计不合格太阳电池数量，此批太阳电池片焊点拉力全部合格，焊接不合格率仅为1.4％。
以上对本发明的两个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (1)
1.一种大面积薄型高效空间砷化镓太阳电池的焊接方法，其特征在于：包括将太阳电池片与互连片摆放在垫块上，采用平行间隙电阻对所述太阳电池片和所述互连片进行焊接，焊接速率为焊头下降速率为1.5-2.5次/s，焊接压力为1.6-2.0磅，焊接功率为40W-65W，所述垫块的横截面积的长和宽大于所述太阳电池片的长和宽；
采用平行间隙电阻焊接所述太阳电池片和所述互连片所用的焊头为圆形焊头；
还包括在焊接时对太阳电池片或互连片进行按压，使太阳电池片或互连片与所述垫块接触面积增大。
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