CN111261743A - 一种低温光伏焊带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于所述导电铜基带表面的锡焊层，所述锡焊层包括铅26‑32％、铋2‑8％、银0.05％、锑0.08％、镓0.05‑0.5％，余量为锡；在现有焊带锡铅涂层成份中添加锑、镓元素，增加了一定的润湿性，按一定比例生产出的焊带的焊接温度降低到139℃左右，涂层即可完全融化与电池片上的细栅线银浆结合。更进一步，本发明通过增加镀锡装置的后段处理工艺，不但提高了产品合格率，而且提高了生产效率，降低了生产能耗，并且可以降低用户使用能耗约20‑25％。
Description
技术领域
本发明涉及焊带领域，特别涉及一种低温光伏焊带。
背景技术
太阳能光伏组件生产的工艺是采用焊带将每块电池片串焊起来，行业中现有光伏焊带的焊料熔点在183℃左右，实际焊接过程中，焊接温度要高于焊料熔点20℃以上，才能将光伏焊带的焊料涂层与电池片栅线上的银浆完全的融化结合，然而晶体硅太阳能电池片本身较脆，加上加工过程中，电池片本身内应力较大，在将多个电池片通过焊带相连的焊接过程中，容易出现翘曲变形、破片，造成组件成品率降低或者返修率升高。同样的，这样相对高的焊接温度使得能源消耗大，使得生产成本增加，因此研发生产一种低温焊带已成光伏焊带生产企业的当务之急。
在上述背景下，行业内为了改善焊接质量，采用低温焊带技术加以改进，但是，目前的低温焊带主要是由锡、铅、银和铋组成的四元材料焊锡涂层，虽然焊接温度也可以达到低温焊接的使用要求，但其中关键指标润湿性却是有所不足，导致在焊带生产过程中铜基带浸润在熔锡炉中的时间不得不延长，生产效率降低，影响了企业的生产效益。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于所述导电铜基带表面的锡焊层，其特征在于，所述锡焊层包括铅26-32％、铋2-8％、银0.05％、锑0.08％、镓0.05-0.5％，余量为锡；焊锡层的制备方法为：
步骤1，按照上述质量百分比的粉体原料投入混粉机混粉后进行轧制，的到块状坯体，将坯体放入真空炉中，真空度不低于0.02Pa，烧结温度为650℃，压延退火，得到焊料；
步骤2，将上述焊料放入熔锡炉中加热至265℃得到熔融液，将导电铜基带预热至80-100℃，进入上述熔融液中7-8秒，得到镀锡光伏焊带；
步骤3，将上述镀锡光伏焊带通过后端处理装置，使得焊锡层与导电铜基带结合面能够更加致密，外表面更均匀，用户生产出的光伏组件成品率增加；
步骤4，对镀锡光伏焊带进行收卷。
进一步地，所述后端处理装置包括连续设置的两组压紧机构，前段压紧机构在110-130℃温度下对镀锡光伏焊带进行压紧，后段压紧机构对镀锡光伏焊带进行再次压紧并降温。
进一步地，所述压紧机构包括所述压紧机构包括第二旋转接头、压紧轮、压紧上架、压紧下架、第二导向件、第二弹簧和第二调节机构，所述第二导向件设置在所述压紧下架上，所述第二弹簧和所述压紧上架设置在所述第二导向件上，利用所述第二弹簧支撑所述压紧上架，所述第二调节机构设置在所述压紧上架和所述压紧下架上，以驱动所述压紧下架沿所述第二导向件竖直移动，所述压紧轮分别对称设置在所述压紧上架和所述压紧下架上，所述压紧轮为中空结构，所述第二旋转接头设置在所述压紧轮上，利用所述第二旋转接头将介质通入所述压紧轮内。
进一步地，所述前段压紧机构内通入高压蒸汽；所述后段压紧机构内通入冷却水。
进一步地，所述压紧轮包括第二转轴、第二压轮和第二端盖，所述第二转轴径向延伸设置填充部，所述第二转轴两端轴向设置介质管路，并且在其周向设置若干个与所述介质管路连通管的导通口，所述第二压轮和所述第二端盖设置在所述第二转轴上，与所述填充部形成密闭的介质腔。
进一步地，所述第二调节机构包括调节螺杆，所述调节螺杆转动设置在所述压紧下架上，并且与所述压紧上架螺纹配合。
进一步地，还包括连接管路，所述连接管路连接所述后段压紧机构的所述压紧轮的出水端与相邻所述压紧轮的进水端。
进一步地，还包括校直机构，所述校直机构设置在所述前段压紧机构和所述后段压紧机构之间。
进一步地，所述校直机构包括第一旋转接头、校直轮、校直上架、校直下架、第一导向件、第一弹簧和第一调节机构，所述第一导向件设置在所述校直下架上，所述第一弹簧和所述校直上架设置在所述第一导向件上，利用所述第一弹簧支撑所述校直上架，所述第一调节机构设置在所述校直上架和所述校直下架上，以驱动所述校直下架沿所述第一导向件竖直移动，所述校直轮分别交替设置在所述校直上架和所述校直下架上，所述校直轮为中空结构，所述第一旋转接头设置在所述校直轮上，利用所述第一旋转接头将高温蒸汽通入所述校直轮内。
进一步地，所述校直轮包括第一转轴、第一压轮和第一端盖，所述第一转轴径向延伸设置填充部，所述第一转轴两端轴向设置蒸汽管路，并且在其周向设置若干个与所述蒸汽管路连通管的蒸汽口，所述第一压轮和所述第一端盖设置在所述第一转轴上，与所述填充部形成密闭的蒸汽腔。
本发明取得的有益效果：
本发明通过在现有焊带锡铅涂层成份中添加锑、镓元素，增加了一定的润湿性，按一定比例生产出的焊带的焊接温度降低到139℃左右，涂层即可完全融化与电池片上的细栅线银浆结合。更进一步，本发明通过增加镀锡装置的后段处理工艺，不但提高了产品合格率，而且提高了生产效率，降低了生产能耗，并且可以降低用户使用能耗约20-25％。另外，通过后端处理装置对镀锡光伏焊带进行后续压紧，能够减少铜基带在镀锡炉内时间。通过校直机构和冷却机构相互配合，对镀锡完成后的焊带先压紧校直再冷却定型，提高镀锡光伏焊带的质量；前段压紧机构和校直机构通过蒸汽保温，相比于电热丝加热，热源分布更加均匀，并且高压蒸汽在该压力下，无法突破其最高温度，能够有效避免蒸汽温度过高，对焊带造成损坏。后段压紧机构的压紧轮之间通过连接管路连接，提高冷却水的利用率，同时使得冷却更加均匀。
附图说明
图1为本发明的后端处理装置的结构示意图；
图2为压紧机构的结构示意图；
图3为压紧轮的立体图；
图4为压紧轮的剖视图；
图5为后段压紧机构的连接管路的连接示意图；
图6为本发明的后端处理装置的另一实施例的结构示意图；
图7为校直机构的结构示意图；
图8为校直轮的立体图；
图9为校直轮的剖视图；
附图标记如下：
1、校直机构，2、前段压紧机构，3、后段压紧机构4、连接管路，12、校直轮，13、校直上架，14、校直下架，15、第一导向件，16、第一弹簧，17、第一调节机构，121、第一转轴，122、第一压轮，123、第一端盖，21、压紧轮，22、压紧上架，23、压紧下架，24、第二导向件，25、第二弹簧，26、第二调节机构，211、第二转轴，212、第二压轮，213、第二端盖。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于导电铜基带表面的锡焊层，锡焊层包括铅26％、铋2％、银0.05％、锑0.08％、镓0.05％，余量为锡；
步骤1，按照上述质量百分比的粉体原料投入混粉机混粉后进行轧制，的到块状坯体，将坯体放入真空炉中，真空度不低于0.02Pa，烧结温度为650℃，压延退火，得到焊料；
步骤2，将上述焊料放入熔锡炉中加热至265℃得到熔融液，将导电铜基带预热至80-100℃，进入上述熔融液中7-8秒，的到镀锡光伏焊带；
步骤3，将上述镀锡光伏焊带通过后端处理装置，后端处理装置包括连续设置的两组压紧机构，前段压紧机构在110℃的温度下对镀锡光伏焊带进行压紧，后段压紧机构对镀锡光伏焊带进行再次压紧并降温。使得焊锡层与导电铜基带结合面能够更加致密，外表面更均匀，用户生产出的光伏组件成品率增加；
步骤4，对镀锡光伏焊带进行收卷。
实施例二
一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于导电铜基带表面的锡焊层，锡焊层包括铅29％、铋5％、银0.05％、锑0.08％、镓0.2％，余量为锡；
步骤1，按照上述质量百分比的粉体原料投入混粉机混粉后进行轧制，的到块状坯体，将坯体放入真空炉中，真空度不低于0.02Pa，烧结温度为650℃，压延退火，得到焊料；
步骤2，将上述焊料放入熔锡炉中加热至265℃得到熔融液，将导电铜基带预热至80-100℃，进入上述熔融液中7-8秒，的到镀锡光伏焊带；
步骤3，将上述镀锡光伏焊带通过后端处理装置，后端处理装置包括连续设置的两组压紧机构，前段压紧机构在120℃的温度下对镀锡光伏焊带进行压紧，后段压紧机构对镀锡光伏焊带进行再次压紧并降温。使得焊锡层与导电铜基带结合面能够更加致密，外表面更均匀，用户生产出的光伏组件成品率增加；
步骤4，对镀锡光伏焊带进行收卷。
实施例三
一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于导电铜基带表面的锡焊层，锡焊层包括铅32％、铋8％、银0.05％、锑0.08％、镓0.5％，余量为锡；
步骤1，按照上述质量百分比的粉体原料投入混粉机混粉后进行轧制，的到块状坯体，将坯体放入真空炉中，真空度不低于0.02Pa，烧结温度为650℃，压延退火，得到焊料；
步骤2，将上述焊料放入熔锡炉中加热至265℃得到熔融液，将导电铜基带预热至80-100℃，进入上述熔融液中7-8秒，的到镀锡光伏焊带；
步骤3，将上述镀锡光伏焊带通过后端处理装置，后端处理装置包括连续设置的两组压紧机构，前段压紧机构在130℃的温度下对镀锡光伏焊带进行压紧，后段压紧机构对镀锡光伏焊带进行再次压紧并降温。使得焊锡层与导电铜基带结合面能够更加致密，外表面更均匀，用户生产出的光伏组件成品率增加；
步骤4，对镀锡光伏焊带进行收卷。
在上述实施例中，如图1-4所示，前段压紧机构2和后端压紧机构3的设备结构相同；具体的，压紧机构2包括第二旋转接头(未示出)、压紧轮21、压紧上架22、压紧下架23、第二导向件24、第二弹簧25和第二调节机构26，第二导向件24可以是导柱，导柱设置四根，分别垂直设置在压紧下架23的四个角上，压紧上架22设置在导柱上，第二弹簧25套设置在导柱上，通过第二弹簧25支撑压紧上架22，第二调节机构26设置在压紧上架22和压紧下架23上，通过第二调节机构26推动压紧上架22沿第二导向件24引导方向竖直移动，进而调节压紧上架22与压紧下架23之间的间距。压紧轮21分别对称设置在压紧上架22和压紧下架23上，压紧轮21为中空结构。第二旋转接头设置在压紧轮21上，用于将介质通入压紧轮21内并排出。具体的，压紧轮21包括第二转轴211、第二压轮212和第二端盖213，第二转轴211上径向延伸设置填充部，第二转轴211两端轴向设置介质管路，并且在其周向设置若干个与介质管路连通的导通口，第二压轮212和第二端盖213设置在第二转轴211上，与填充部形成密闭的介质腔。即第二转轴211、第二压轮212、第二端盖213和填充部形成密闭空间，仅通过通水孔与压紧水管路连通。介质通过第二旋转接头从第二转轴211的一端进入，从导通口进入介质腔内，然后从另一端的导通口经介质管路和第二旋转接头排出。通过第二压轮212和填充部之间形成较窄的通道，能够增加压紧水的流速，进而更快的带走热量。其中，第二压轮212和第二端盖213及第二转轴211之间能够通过焊接的方式实现固定及密封。
在上述实施例中，第二调节机构26包括调节螺杆，调节螺杆转动设置在压紧下架23上，并且与压紧上架22螺纹配合。通过转动调节螺杆，将旋转运动转换为压紧上架22的直线运动。
在一实施例中，第二端盖213设置在第二压轮212内，形成中空的圆柱形结构；将第二端盖213设置在第二压轮212内，用于支撑第二压轮212的一端，使得第二压轮212转动时保持稳定。
在上述实施例中，前段压紧机构2的压紧轮21通入的介质为高压蒸汽；后段压紧机构3内通入的介质为冷却水。采用高压蒸汽，相比于电热丝加热，热源分布更加均匀，并且高压蒸汽在该压力下，无法突破其最高温度，能够有效避免蒸汽温度过高，对焊带造成损坏。
在一实施例中，如图1-5所示，后端压紧机构3还包括连接管路4，连接管路4依次连接压紧轮21的出水端和相邻压紧轮21的进水端。即冷却水流经各个压紧轮21。优选的，冷却水从压紧机构2的出口端出的压紧轮21的进水端进入，从后段压紧机构3的进口端的压紧轮21的出水端流出；可见，镀锡光伏焊带在后段压紧机构3的进口端处温度较高，在出口端出温度较低；使得较凉温度的冷却水对出口端的镀锡光伏焊带冷却，而通过较高温度的冷却水对入口端的镀锡光伏焊带进行冷却，这样能够使得冷却水利用率更高，并且对镀锡焊带均匀降温，降温效果更好，避免快速冷却造成镀锡焊带韧性降低，容易断裂。如果每个压紧轮21均采用独立冷却水供应，那么会造成冷却水浪费；而冷却水从后段压紧机构3的进口端流向出口端，那么会降低朝向出口端降温能力。应当注意的，上述连接管路4与压紧轮21的进水端和出水端均通过第二旋转接头连接。
在上述实施例中，冷却水通常为常温自来水；这样避免对镀锡焊带温度降的过低，造成镀锡焊带韧性降低，使其容易断裂。
本发明并不对压紧轮21的数量进行限定，附图中体现的是六个压紧轮21，当然，为了对焊带进一步压紧，可以设置大于六个压紧轮21，例如十个、十二个、甚至更多。
上述压紧机构使用时，将风刀吹后的光伏焊带直接通入前段压紧机构2，前段压紧机构2内的压紧轮21内通入110-130℃左右的高压蒸汽，使得镀锡焊带表面保持110-130℃的温度，使得镀锡光伏焊带表面保持110-130℃的温度，使得表面焊锡层更容易压平压实，而后进入后段压紧机构3，通过后段压紧机构3的压紧轮21对其进行二次压紧并且对其进行降温，使其定型。110-130℃的温度接近于焊锡层的熔点，使焊锡层处于软质状态，通过前段压紧机构2能够使焊锡层与铜基带紧密贴合。进而缩短铜基带浸入镀锡炉内的时间。
在一实施例中，如图1-9所示，前段压紧机构2和后段压紧机构3之间设置校直机构1；具体的，校直机构1包括第一旋转接头(未示出)、校直轮12、校直上架13、校直下架14、第一导向件15、第一弹簧16和第一调节机构17，第一导向件15可以是导柱，导柱设置四根，分别垂直设置在校直下架14的四个角上，校直上架13设置在导柱上，第一弹簧16套设置在导柱上，通过第一弹簧16支撑校直上架13，第一调节机构17设置在校直上架13和校直下架14上，通过第一调节机构17推动校直上架13沿第一导向件15引导方向竖直移动，进而调节校直上架13与校直下架14之间的间距。校直轮12分别交替设置在校直上架13和校直下架14上，校直轮12为中空结构。第一旋转接头设置在校直轮12上，用于将高温蒸汽通入校直轮12内并排出。具体的，校直轮12包括第一转轴121、第一压轮122和第一端盖123，第一转轴121上径向延伸设置填充部，第一转轴121两端轴向设置蒸汽管路，并且在其周向设置若干个与蒸汽管路连通管的蒸汽口，第一压轮122和第一端盖123设置在第一转轴121上，与填充部形成密闭的蒸汽腔。高温蒸汽通过第一旋转接头从第一转轴121的一端进入，通过蒸汽管路从蒸汽口进入蒸汽腔，而后从第一转轴121的另一端排出。通过第一压轮122和填充部之间形成较窄的蒸汽腔，能够增加蒸汽流速，使得蒸汽腔内始终保持标准温度的高压蒸汽；同时采用蒸汽对第一压轮122进行加热，使得加热效率高，并且加热均匀。其中，第一压轮122、第一端盖123和第一转轴121通过焊接的方式固定并且密封。
在上述实施例中，第一调节机构17包括调节螺杆，调节螺杆转动设置在校直下架14上，并且与校直上架13螺纹配合。通过转动调节螺杆，将旋转运动转换为校直上架13的直线运动。
在一实施例中，第一端盖123设置在第一压轮122内，形成中空的圆柱形结构；将第一端盖123设置在第一压轮122内，用于支撑第一压轮122的一端，以承载校直时焊带对校直轮12的力。
本发明并不对校直轮12的数量进行限定，附图中体现的是六个校直轮12，当然，为了对焊带进一步校直，可以设置大于六个校直轮12，例如十个、十二个、甚至更多。
上述压紧机构使用时，将风刀吹后的光伏焊带直接通入前段压紧机构2，前段压紧机构2内的压紧轮21内通入110-130℃左右的高压蒸汽，使得镀锡焊带表面保持120℃的温度，使得镀锡光伏焊带表面保持110-130℃的温度，使得表面焊锡层更容易压平压实，而后进入校直机构1，校直机构内校直轮内通入80-100℃左右的高压蒸汽，使得镀锡焊带表面保持80-100℃的温度，进而使得镀锡焊带更加容易校直，而后进入后段压紧机构3，通过后段压紧机构3的压紧轮21对其进行二次压紧并且对其进行降温，使其定型。
在本发明中，校直轮12和压紧轮21与焊带接触的表面为光滑平面，适用于各种扁平焊带；当然，如果焊带为圆形焊带，可以选择在其表面设置环形凹槽，使得圆形焊带嵌于环形凹槽内。通过环形凹槽引导焊带移动。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种低温光伏焊带，包括导电铜基带和包覆于所述导电铜基带表面的锡焊层，其特征在于，所述锡焊层包括铅26-32％、铋2-8％、银0.05％、锑0.08％、镓0.05-0.5％，余量为锡；所述焊锡层的制备方法为：
步骤1，按照上述质量百分比的粉体原料投入混粉机混粉后进行轧制，的到块状坯体，将坯体放入真空炉中，真空度不低于0.02Pa，烧结温度为650℃，压延退火，得到焊料；
步骤2，将上述焊料放入熔锡炉中加热至265℃得到熔融液，将导电铜基带预热至80-100℃，进入上述熔融液中7-8秒，得到镀锡光伏焊带；
步骤3，将上述镀锡光伏焊带通过后端处理装置，使得焊锡层与导电铜基带结合面能够更加致密，外表面更均匀，用户生产出的光伏组件成品率增加；
步骤4，对镀锡光伏焊带进行收卷。
2.根据权利要求1所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述后端处理装置包括连续设置的两组压紧机构，前段压紧机构在110-130℃温度下对镀锡光伏焊带进行压紧，后段压紧机构对镀锡光伏焊带进行再次压紧并降温。
3.根据权利要求2所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述压紧机构包括所述压紧机构包括第二旋转接头、压紧轮、压紧上架、压紧下架、第二导向件、第二弹簧和第二调节机构，所述第二导向件设置在所述压紧下架上，所述第二弹簧和所述压紧上架设置在所述第二导向件上，利用所述第二弹簧支撑所述压紧上架，所述第二调节机构设置在所述压紧上架和所述压紧下架上，以驱动所述压紧下架沿所述第二导向件竖直移动，所述压紧轮分别对称设置在所述压紧上架和所述压紧下架上，所述压紧轮为中空结构，所述第二旋转接头设置在所述压紧轮上，利用所述第二旋转接头将介质通入所述压紧轮内。
4.根据权利要求2所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述前段压紧机构内通入高压蒸汽；所述后段压紧机构内通入冷却水。
5.根据权利要求3所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述压紧轮包括第二转轴、第二压轮和第二端盖，所述第二转轴径向延伸设置填充部，所述第二转轴两端轴向设置介质管路，并且在其周向设置若干个与所述介质管路连通管的导通口，所述第二压轮和所述第二端盖设置在所述第二转轴上，与所述填充部形成密闭的介质腔。
6.根据权利要求3所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述第二调节机构包括调节螺杆，所述调节螺杆转动设置在所述压紧下架上，并且与所述压紧上架螺纹配合。
7.根据权利要求3所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，还包括连接管路，所述连接管路连接所述后段压紧机构的所述压紧轮的出水端与相邻所述压紧轮的进水端。
8.根据权利要求2所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，还包括校直机构，所述校直机构设置在所述前段压紧机构和所述后段压紧机构之间。
9.根据权利要求8所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述校直机构包括第一旋转接头、校直轮、校直上架、校直下架、第一导向件、第一弹簧和第一调节机构，所述第一导向件设置在所述校直下架上，所述第一弹簧和所述校直上架设置在所述第一导向件上，利用所述第一弹簧支撑所述校直上架，所述第一调节机构设置在所述校直上架和所述校直下架上，以驱动所述校直下架沿所述第一导向件竖直移动，所述校直轮分别交替设置在所述校直上架和所述校直下架上，所述校直轮为中空结构，所述第一旋转接头设置在所述校直轮上，利用所述第一旋转接头将高温蒸汽通入所述校直轮内。
10.根据权利要求8所述的一种低温光伏焊带，其特征在于，所述校直轮包括第一转轴、第一压轮和第一端盖，所述第一转轴径向延伸设置填充部，所述第一转轴两端轴向设置蒸汽管路，并且在其周向设置若干个与所述蒸汽管路连通管的蒸汽口，所述第一压轮和所述第一端盖设置在所述第一转轴上，与所述填充部形成密闭的蒸汽腔。
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