CN110965093B - 用于太阳能组件的汇流条、其制备方法及太阳能组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能组件的汇流条、其制备方法及太阳能组件，汇流条包括铜基材、包覆于铜基材表面的第一金属镀层、包覆于第一金属镀层表面的第二金属镀层，第一金属镀层为包括铜、镍中的一种金属镀层或两种金属形成的合金镀层，第二金属镀层为雾锡镀层，该汇流条表面为雾锡镀层，其相对于目前汇流条结构中采用的亮锡镀层，耐高温性较好、不易发生融锡、不易生成锡须，在与焊条焊接过程中不会因锡层重融而形成漏铜孔洞，同时，在该汇流条的铜基材及雾锡镀层之间设置铜、镍或铜镍合金的打底镀层，可有效防止铜基材被水汽腐蚀，即便雾锡层存在孔洞的情况下，也能有效保护铜基材。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种用于太阳能组件的汇流条、其制备方法及太阳能组件。
背景技术
在太阳能技术领域，太阳能组件中的每个电池片上均焊接有多根焊条，焊条均与每一组件中部的汇流条焊接，形成若干焊点。目前的汇流条100'多为如图1所示的结构，通过在铜基材(10')上涂覆一定厚度的亮锡层(20')获得。
随着行业的发展，多主栅(MBB)组件已逐渐成为行业内的主流产品，目前的产品类型主要有六主栅组件、七主栅组件、九主栅组件、十二主栅组件等等。如图2所示为行业内主流的九主栅半片组件产品(2')，其包括的每个电池片上有9根焊带(3')，因此在组件中部汇流条(1')上，需要焊接108根焊带 (3')，数量较多。如图3所示为四主栅全片组件产品，每根汇流条(6')只需焊接24根焊带(5')。因此九主栅半片组件相较四主栅全片组件，焊点数增加了3.5倍，然而不管是那种类型的组件产品，汇流条的结构始终没有变化，事实上从2主栅时期，已是这个汇流条结构。
然而随着汇流条上焊点个数增加，焊点间距减少，焊接过程中，两个焊点间的热量传递不出去，造成锡层重融，导致汇流条上形成非常严重的焊疤。如此不仅影响组件外观，还会在锡层重融后，形成漏铜孔洞，从而影响组件可靠性。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种用于太阳能组件的汇流条、其制备方法及太阳能组件，其中的汇流条在保证使用性能的前提下，有效避免在焊接过程中形成焊疤、且能避免锡层重融而造成漏铜孔洞，保证汇流条质量的可靠性以及提高汇流条寿命。
为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：
第一方面，提供一种用于太阳能组件的汇流条，所述汇流条包括铜基材、包覆于所述铜基材表面的第一金属镀层、包覆于所述第一金属镀层表面的第二金属镀层，其中，所述第一金属镀层为包括铜、镍中的一种金属镀层或两种金属形成的合金镀层，所述第二金属镀层为雾锡镀层。
在一些较佳的实施方式中，所述的铜基材为无氧铜，且所述铜基材厚度为 0.2～0.5mm，所述第一金属镀层厚度为50～300u，所述第二金属镀层厚度为 50～300u。
在一些较佳的实施方式中，当所述第二金属镀层为合金镀层时，所述第二金属镀层中镍的质量分数为60～90％。
第二方面，还提供一种用于太阳能组件的汇流条的制备方法，所述汇流条用于太阳能组件，所述制备方法至少包括如下步骤：
前处理：将铜基材依次进行超声波脱脂、电解脱脂除去所述铜基材表面的油脂及溢料，并通过酸溶液除去铜基材表面的氧化物；
镀第一金属镀层：将所述酸化后的铜基材置于含有铜离子或镍离子中至少一种金属离子的碱性电镀溶液中进行电镀，获得镀有第一金属镀层的铜基材；
镀第二金属镀层：将镀有第一金属镀层的铜基材置于雾锡电镀液中进行电镀，获得镀有雾锡镀层的铜基材；
超声波水洗：将镀有雾锡镀层的铜基材置于纯水中进行超声波水洗，去除镀层中的杂质，得到汇流带。
所述当第一金属镀层为铜时，采用的电镀溶液至少包括氰化亚铜、氰化钠及碳酸钠。
在一些较佳的实施方式中，所述第一金属镀层为镍时，采用的电镀溶液至少包括氨基磺酸镍、氯化镍、氨基磺酸、碱式碳酸镍及硼酸。
在一些较佳的实施方式中，所述第一金属镀层为铜镍合金时，采用的电镀溶液为包括镍离子和铜离子的硼酸、氨基羧酸、羟基羧酸水溶液。
在一些较佳的实施方式中，所述镀第二金属镀层时，采用的电镀溶液至少包括烷基磺酸锡、烷基磺酸、雾锡添加剂。
在一些较佳的实施方式中，以重量计，所述雾锡添加剂至少包括非离子表面活性剂7～14％、光亮剂10～18％、抗氧化剂5～15％、分散剂1～2.5％及有机填料50.5～77％。
第三方面，提供一种太阳能组件，其使用所述的用于太阳能组件的汇流条。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明保护一种用于太阳能组件的汇流条、太阳能组件及汇流条制备方法，汇流条包括铜基材、包覆于铜基材表面的第一金属镀层、包覆于第一金属镀层表面的第二金属镀层，第一金属镀层为包括铜、镍中的一种金属镀层或两种金属形成的合金镀层，第二金属镀层为雾锡镀层，该汇流条表面为雾锡镀层，其相对于目前汇流条结构中采用的亮锡镀层，耐高温性较好、不易发生融锡、不易生成锡须，在与焊带焊接过程中不会因锡层重融而形成漏铜孔洞，同时，在该汇流条的铜基材及雾锡镀层之间设置铜、镍或铜镍合金的打底镀层，可有效防止铜基材被水汽腐蚀，即便雾锡层存在孔洞的情况下，也能有效保护铜基材。
附图说明
图1为背景技术中传统的用于太阳能组件的汇流条横截面结构示意图；
图2为背景技术中九主栅半片太阳能组件的结构示意图；
图3为背景技术中四主栅全片太阳能组件的结构示意图；
图4为实施例一中一种用于太阳能组件的汇流条横截面结构示意图；
图5为实施例一中另一种用于太阳能组件的汇流条横截面结构示意图；
图6为实施例一中又一种用于太阳能组件的汇流条横截面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“X轴”“Y轴”“Z轴”“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
基于太阳能组件结构的优化，目前每个电池片上需要焊接的焊带数目较多，从而带来了焊带与汇流条之间焊点数量较多，焊点距离较近，导致锡层重融，留下严重焊疤，严重的甚至造成漏铜孔洞，为克服上述缺陷，本发明采用在汇流条最外层镀雾锡的方式，基于雾锡的耐高温等特性，有效避免与焊带焊接过程中留下过多焊疤的问题，并且在铜基材的外层镀有第一金属镀层，从而有效防止铜基材被水汽腐蚀，提高汇流条使用寿命。
下面参考附图4～6来详细描述本发明所保护的一种用于太阳能组件的汇流条、太阳能组件及汇流条制备方法。
实施例1
如图4所示，本实施例提供一种用于太阳能组件的汇流条100，该汇流条包括铜基材1、包覆于铜基材1表面的第一金属镀层2、包覆于第一金属镀层2表面的第二金属镀层3。其中，第二金属镀层3为雾锡镀层，第一金属镀层2为用于打底的金属镀层，用于防止铜基材1被水汽腐蚀，通常为一种活性较小的金属镀层或两种金属形成的合金镀层。
本实施例中，铜基材1的材质优选无氧铜，厚度优选为0.2～0.5mm。铜基材 1为汇流条100的导体材料，用于将电池片的电流收集并输出，因此其导电性能的好坏，将直接影响太阳能组件的功率，故行业中对于汇流条的导电率要求非常高。当铜基材1受水汽腐蚀后，将生成不导电的铜绿，铜绿的存在将严重影响铜基材1的导电率。
因此，在铜基材1的表面镀一层打底金属镀层，可有效保护铜基材1，防止其被水汽腐蚀。本实施例中，第一金属镀层2采用铜镀层，且铜镀层的厚度优选为50～300u(u，唛，电镀常用单位，1μm＝40u)。铜镀层作为打底镀层，能有效增进电镀层的附着能力以及抗腐蚀能力。
本实施例中，第二金属镀层3为雾锡镀层。相较于亮锡，雾锡不易生成锡须，且耐高温性较好，应用于汇流条时，当其与焊带焊接时不易造成二次熔融从而因受高温变形造成焊疤，同时也不易因二次熔融而造成孔洞，有效避免第一金属镀层2的裸露，起到较好的保护作用。作为一种较佳的实施方式，第二金属镀层厚度为50～300u。
本实施例中涉及的用于太阳能组件的汇流条表面为雾锡镀层，其相对于目前汇流条结构中采用的亮锡镀层，耐高温性较好、不易发生融锡、不易生成锡须，在与焊带焊接过程中不会因锡层重融而形成漏铜孔洞，同时，在该汇流条的铜基材及雾锡镀层之间设置铜、镍或铜镍合金的打底镀层，可有效防止铜基材被水汽腐蚀，即便在雾锡层存在孔洞的情况，也能有效保护铜基材。
实施例2
如图5所示，本实施例提供一种用于太阳能组件的汇流条200，其结构与实施例1中汇流条100结构相似，区别仅在于，第一金属镀层4的材质为镍。镍镀层作为一种常用的打底镀层或外观镀层，其能有效增进抗腐蚀能力及耐磨能力，故当第一金属镀层4为镍镀层时，同样能起到防止铜基材1被水汽腐蚀从而有效保护铜基材的效果。
实施例3
如图6所示，本实施例提供一种用于太阳能组件的汇流条300，其结构与实施例1中汇流条100的结构相似，区别仅在于，第一金属镀层5为铜、镍形成的合金镀层。铜镍镀层作为一种常用的打底镀层或外观镀层，能有效增进抗腐蚀能力及耐磨能力，故当第一金属镀层5为铜镍镀层时，同样能起到防止铜基材1被水汽腐蚀从而有效保护铜基材的效果。
当第一金属镀层为合金镀层时，第一金属镀层中镍的质量分数为60～90％。
实施例4
本实施例提供一种太阳能组件，其至少包括若干电池片以及设于电池片一侧的汇流条，汇流条的具体结构及相应结构改进所带来的的技术效果，请参照实施例1～3中的具体描述，本实施例中不再赘述。
实施例5
对应于实施例1中用于太阳能组件的汇流条产品，本实施例提供一种汇流条的制备方法，该制备方法至少包括如下步骤：
S1、前处理：将铜基材依次进行超声波脱脂、电解脱脂除去铜基材表面的油脂及溢料，并通过酸活化除去铜基材表面的氧化物。
前处理的目的是修整铜基材的表面，去除铜基材表面的油脂、锈皮、氧化膜等，为后续镀层沉淀提供所需的电镀表面，前处理影响外观结合力。
具体地，电解脱脂采用的脱脂液的主要成分包括氢氧化钠、磷酸三钠、碳酸钠、硅酸钠和低泡表面活性剂，脱脂温度为70±2℃。
酸活化是指通过双氧水、表面活性剂，以及盐酸、磷酸、氢氟酸、硫酸中的一种或多种酸形成的混合溶液，除去铜基材表面氧化物以活化金属，并除去上一工序的残留碱的过程。
S2、镀第一金属镀层：将酸化后的铜基材置于含有铜离子的碱性电镀溶液中进行电镀，获得镀有铜镀层的铜基材。
本实施例中采用的电镀溶液至少包括氰化亚铜、氰化钠及碳酸钠。电镀时间、电流密度、铜离子浓度可依据电镀的铜层厚度进行设计。本实施例中，为实现铜镀层为50～300u，可以将铜基材放入电解槽中，且作为电镀的阴极，将纯铜棒作为电镀的阳极，电解温度40～65℃，电镀液中Cu2+的质量浓度为80～180g/L，在1.0-4.0A/dm3电流密度下，连续电镀5-120min，使铜基材表面包覆一定厚度的铜镀层。
S3、镀第二金属镀层：将镀有第一金属镀层的铜基材置于雾锡电镀液中进行电镀，获得镀有雾锡镀层的铜基材，且采用的电镀溶液至少包括烷基磺酸锡、烷基磺酸、雾锡添加剂。其中，雾锡添加剂至少包括非离子表面活性剂7～14％、光亮剂10～18％、抗氧化剂5～15％、分散剂1～2.5％及有机填料50.5～77％。
作为一种优选，在镀雾锡时的温度为23-28℃，电流控制在3-5A/dm2，该条件下的镀锡效率较高。
S4、超声波水洗：将镀有雾锡镀层的铜基材置于纯水中进行超声波水洗，去除镀层中的杂质，烘干得到汇流带。
基于上述步骤S1～S4，本实施例制备获得在铜基材表面依次镀有铜层、雾锡层的汇流条，经验证，其有效避免在焊接过程中形成焊疤、且能避免锡层重融而造成漏铜孔洞的同时，还能有效避免铜基材受到水汽腐蚀，从而保证铜基材的导电率，保证汇流条质量的可靠性以及提高汇流条寿命。
实施例6
对应于实施例2中用于太阳能组件的汇流条产品，本实施例提供一种汇流条的制备方法，该制备方法与实施例5中的方法基本相同，区别仅在于：
本实施例中在步骤S2中镀第一金属镀层时，镀层材料为镍，采用的电镀溶液至少包括氨基磺酸镍、氯化镍、氨基磺酸、碱式碳酸镍及硼酸，其余工艺参数也作适应性调整。本实施例中，为实现镍镀层为50～300u，可以将铜基材放入电解槽中，且作为电镀的阴极，将纯镍棒作为电镀的阳极，电解温度40～65℃，电镀液中Ni2+的质量浓度为80～180g/L，在1.0-4.0A/dm3电流密度下，连续电镀 5-120min，使铜基材表面包覆一定厚度的镍镀层。
经验证，本实施例制备获得在铜基材表面依次镀有镍层、雾锡层的汇流条，同样具有如实施例5中的技术效果。
实施例7
对应于实施例3中用于太阳能组件的汇流条产品，本实施例提供一种汇流条的制备方法，该制备方法与实施例5中的方法基本相同，区别仅在于：
本实施例在步骤S2中镀第一金属镀层时，镀层材料为铜镍合金，采用的电镀溶液为至少包括镍离子和铜离子的硼酸、氨基羧酸、羟基羧酸水溶，其余工艺参数也作适应性调整。其中，硼酸含量为30g/L-40g/L、氨基羧酸含量为 50g/L-100g/L、羟基羧酸含量为50g/L-100g/L，镍含量为20g/L-60g/L，铜含量为 3g/L-10g/L。作为一种优选，电镀溶液的pH值为6-8，温度控制在55℃-65℃。
需要明确的是，本实施例中的电镀阳极由纯铜和纯镍并联构成，阴极为铜基材，在1.0-4.0A/dm3电流密度下，连续电镀10-120min，使铜基材表面包覆一定厚度的铜镍合金层。
经验证，本实施例制备获得在铜基材表面依次镀有铜镍合金层、雾锡层的汇流条，同样具有如实施例5中的技术效果。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，即可将任意多个实施例进行组合，从而获得应对不同治疗或日常护理的需求，均在本申请的保护范围内，在此不再一一赘述。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于太阳能组件的汇流条，其特征在于，所述汇流条包括铜基材、包覆于所述铜基材表面的第一金属镀层、包覆于所述第一金属镀层表面的第二金属镀层，其中，所述第一金属镀层为铜、镍形成的合金镀层，所述第一金属镀层中镍的质量分数为60~90%，所述第二金属镀层为雾锡镀层；
所述用于太阳能组件的汇流条的制备方法至少包括如下步骤：
前处理：将铜基材依次进行超声波脱脂、电解脱脂除去所述铜基材表面的油脂及溢料，并通过酸溶液除去铜基材表面的氧化物；
镀第一金属镀层：将所述酸化后的铜基材置于含有铜离子、镍离子的碱性电镀溶液中进行电镀，获得镀有第一金属镀层的铜基材；
镀第二金属镀层：将镀有第一金属镀层的铜基材置于雾锡电镀液中进行电镀，获得镀有雾锡镀层的铜基材；
超声波水洗：将镀有雾锡镀层的铜基材置于纯水中进行超声波水洗，去除镀层中的杂质，得到汇流带。
2.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于，所述的铜基材为无氧铜，且所述铜基材厚度为0.2~0.5mm，所述第一金属镀层厚度为50~300u，所述第二金属镀层厚度为50~300u。
3.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于：所述镀第一金属镀层时，所述碱性电镀溶液为包括镍离子和铜离子的硼酸、氨基羧酸、羟基羧酸水溶液。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的汇流条，其特征在于：所述镀第二金属镀层时，采用的雾锡电镀溶液至少包括烷基磺酸锡、烷基磺酸、雾锡添加剂。
5.根据权利要求4所述的汇流条，其特征在于：以重量计，所述雾锡添加剂至少包括非离子表面活性剂7~14%、光亮剂10~18%、抗氧化剂5~15%、分散剂1~2.5%及有机填料50.5~77%。
6.一种太阳能组件，其特征在于其使用如权利要求1~5任一项所述的用于太阳能组件的汇流条。
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