TWI578557B - 異構高效光伏焊帶及導電基帶的製備方法和生產線 - Google Patents
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Description
本發明屬於光伏焊帶加工技術領域，特別涉及一種異構高效光伏焊帶及導電基帶的製備方法和生產線。
焊帶（包括互聯帶和匯流帶）是光伏元件焊接過程中的重要原材料，焊帶通常是利用焊接或導電膠黏結的方式將電池片互相連接和匯流電流，焊帶品質的好壞將直接影響到光伏元件電流的收集效率，對光伏元件的功率影響很大。如何利用焊帶的異構化，來增加電池片的轉化率，降低碎片率，一直是焊帶行業研究的課題之一。
中國專利CN101789452A給出了一種塗錫焊帶，其包括銅帶及其表面的塗錫層，塗錫層表面具有均勻分佈的坑狀體。這種焊帶在一定程度上使太陽光在坑狀體中發生漫反射，提高了接受太陽光的能量。但是，其坑狀體僅發生漫反射，反射回電池片的太陽光比例很小，提高的轉化率有限；此外，其凹坑是在塗錫過程中製備，會產生不均勻的焊料層，並會產生與電池片焊接不牢的現象，出現虛焊。
中國專利CN102569470A給出了一種在焊帶表面製備垂直於焊帶長度方向的V型槽，以此來降低電池片的隱裂和碎片率。但此專利焊帶V型槽是垂直於于長度方向且V型槽間無明顯的間距，因此這種焊帶在與電池片焊接時不穩定，焊接不牢。
中國專利CN202004027U給出了一種焊帶，在焊帶正面具有多個沿焊帶長度方向延伸的凹槽排列構成的截面呈鋸齒型的反光結構，以此結構來讓入射到焊帶上的太陽光有效反射到電池片上，來提高元件功率。但這種焊帶在與電池片焊接時不穩定，焊接不牢，且這種沿焊帶長度方向的凹槽結構，在同等厚度焊帶的情況下，截面積損耗大，從而增加了電阻，不利於功率的提升。
中國專利ZL201320071240.1、ZL201320071182.2、ZL201320110484.6、ZL201320463993.7、ZL201320466223.8等，提出了對焊帶的導電基帶進行不同形式的異構，實現焊帶表面反射光的部分復用，調整焊帶與電池片之間的焊接牢度，降低焊帶帶來的匯流電損，以及降低焊帶的屈服應力(yield stress)以提高元件的耐候安全和生產過程中的碎片率。實踐證實，上述專利群尚存一類共同的不足：即當採用市場上現行的自動串焊機焊接時，除非大幅提高異構寬表面上基帶平面的總面積占異構寬表面總面積比例，否則接觸背銀的異構寬表面與背銀之間出現虛焊的風險較高。然而大幅提高異構寬表面上基帶平面的總面積占異構寬表面總面積比例的後果，正是導致處於正銀面的焊帶表面反射光復用能力大幅下降的原因，違背產品設計的主要初衷。
同時，發明人發現，即使在焊帶的生產過程中將凹槽角度設置在能夠使反射光經由元件的玻璃/空氣表面重新反射到電池表面發生全反射的角度範圍內，反光復用的能力仍不理想。
在針對手工焊接，以及焊帶經過助焊劑浸泡後的串焊機焊接時，由於助焊劑的作用，使焊料的流動性非常好，導致在焊接中由於焊料流動對V形槽結構破壞嚴重，影響利用V形槽反光復用來增加元件功率的效果。但V形槽過深，又會帶來很多現有光伏元件生產環境下難以克服的其他問題，其中最重要的，是在現有的元件製程中，EVA的厚度已經很薄，焊帶包絡厚度過大會增高元件的耐候安全風險，以及元件層壓過程中的電池碎片風險。此外實用中還發現，如果焊帶的包絡厚度過大，還會導致焊帶在焊接時易於出現虛焊和漏焊。中國專利201410236303.3因此提出V形槽深度應在0.055mm到0.15mm之間，其認為當V形槽深度超過0.15mm時，就會帶來焊帶的包絡厚度過大，並且在基帶製備過程中斷線風險高等弊端。
本發明要解決的技術問題是：解決具有V形槽的焊帶在手工焊接，和焊帶經過助焊劑浸泡後的串焊機焊接時，因為焊料的高流動性，導致對V形槽結構被過度破壞的問題，同時避免過厚包絡對元件的生產效率以及耐候安全帶來影響，一併降低異構焊帶在焊接時出現虛焊和漏焊的風險。本發明提供一種異構高效光伏焊帶及導電基帶的製備方法和生產線。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種異構高效光伏焊帶，包括導電基帶，所述導電基帶為金屬單質或合金材料，其具有上、下兩個寬表面，所述的導電基帶至少有一個寬表面分佈有V形槽和耦聯平臺，V形槽的深度h為0.15mm≤h≤0.25mm；所述耦聯平臺為最大內接圓的直徑大於0.05mm、沿導電基帶長度方向的最大長度小於50mm的平臺。
上述技術方案利用在導電基帶的表面製作V形槽，一方面使得部分表面反射光能夠藉由元件的玻璃/空氣表面重新反射到電池表面，從而實現了部分焊帶表面反射光的復用的能力，同時藉由V形槽的分佈局部降低了焊帶的實際厚度，從而降低了焊接後因為焊帶遠高於電池片的熱脹冷縮幅度而帶來的焊帶與電池片之間的應力。尤其重要的是，本方案同時在V形槽之間預留有耦聯平臺，從而同步解決了焊帶與電池片的結合牢度問題。發明人發現，使用當前市場上的主流自動串焊機時，欲保證焊接過程中焊料對電池的背銀表面有足夠的焊接牢度，耦聯平臺的最大內接圓的直徑須不小於0.05mm。與此同時，一般應選擇耦聯平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小於50mm，否則不僅無謂損失V型槽密度/焊帶反光復用的能力，藉由V型槽降低焊接碎片率的效果也會大打折扣：因為此時V型槽之間距離已經大於一般多晶電池片寬度的30%，相鄰V型槽之間在焊接過程中積累的焊帶/電池片應力難以得到較好釋放。
發明人發現，在現有焊帶焊接製程條件下，焊接後焊帶表面的焊錫層會發生自然流淌，因此V形槽側壁和耦聯平臺上的部分焊料會流入V形槽內，特別是焊帶經過助焊劑的浸泡後，當V形槽深度不夠時，V形槽結構破壞更加嚴重，導致其反光復用能力大打折扣，但如果V形槽過深，則會造成焊帶的包絡厚度過厚，在現有元件製程條件下易導致層壓過程中碎片率升高，以及增加元件在耐候安全方面的風險。
在現有主流光伏元件生產環境下，當選取異構焊帶的基帶V形槽的深度h在0.15mm≤h≤0.25mm時，既可有效解決經過助焊劑浸泡後的異構焊帶，因焊接過程中焊料的高流動性導致V形槽結構被過度填充破壞的技術難題，又可避免影響焊帶的無縫可直焊性，和影響光伏元件的生產效率以及耐候安全。從而在異構焊帶的反光復用能力，互聯耐候安全，以及無縫高可焊能力之間，達致優化均衡。例如以焊料層厚度10μm、耦聯平臺為平行四邊形、耦聯平臺最大內接圓的直徑為250μm、V形槽夾角120度為參數模擬計算焊接後，不同深度V形槽被高流動性焊料填埋後的剩餘深度比例，結果如下：
由上表可以看出，當V形槽深度不小於0.15mm時，V形槽由於焊料流淌填充的深度占V形槽總深度的比例小於25%。由此可較有效地解決V形槽結構被過分破壞，導致過分失去反光復用能力的問題。藉由在異構焊帶的基帶製程中增加耦聯平臺定形步驟，可以解決過往觀察到的V形槽過深時，易於導致在焊接過程中虛焊和漏焊風險增高的問題。上述槽深範圍不會帶來焊接過程中虛焊和漏焊風險增高；同時，在此槽深範圍內，必要時結合調整耦聯平臺定形步驟中的軋製間距，可以控制異構焊帶的包絡厚度小於0.38mm。考慮到現有主流光伏元件層壓程序中，EVA的厚度在0.45mm-0.8mm之間，且具備V形槽的焊帶可以允許在層壓過程中交聯發生前的液態EVA自由在焊帶兩側流動，異構焊帶的包絡厚度在0.38mm以下時，對於層壓過程中的電池碎片率，以及封裝後的元件耐候安全的影響可以忽略。
所述的導電基帶至少有一個寬表面由所述V形槽和所述耦聯平臺構成，即同一個寬表面僅由所述的V形槽和所述的耦聯平臺構成。
所述V形槽為槽的兩個斜邊的交線為直線的直線型V形槽。
相鄰V形槽之間均留有耦聯平臺。
在當前晶矽電池元件焊接和封裝環境下，V形槽的深度h較佳為0.16mm≤h≤0.2mm。
進一步地，所述耦聯平臺的最大內接圓的直徑較佳為大於0.1mm，且所述耦聯平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小於20mm。
進一步地，所述耦聯平臺的最大內接圓的直徑較佳為不小於0.15mm，且所述耦聯平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小於5mm。在當前市場上的主流自動串焊機環境下，並從工業化穩定生產高可焊性焊帶的成本效益出發，在保證焊帶可焊接或黏結並滿足焊帶剝離拉力的情況下，可以得到較佳的耦聯平臺與反光V形槽的比例。
直線型V形槽與導電基帶的長度方向的傾斜角度較佳為15°-75°。當夾角在75°-90°之間時，V形槽的反光經由玻璃/空氣表面重新反射後會大部分或者全部落回到焊帶表面，起不到被電池片復用的作用，且焊帶的有效導電橫截面積降低較大，導致焊帶的實用電阻增大，帶來較高的封裝電損。但此時的V形槽走向有利於焊帶焊接後的內應力釋放，從而能夠更好地降低因為焊帶的熱脹冷縮導致的焊接碎片風險；當夾角在0°-15°之間時，V形槽的反光經由玻璃/空氣表面重新反射後會大部分或者全部落回到電池片表面，有利於光的復用，且焊帶的有效橫截面積降低小/封裝電損增加小，但此時不利於釋放焊帶焊接後的內應力，在輔助降低焊接過程中因為焊帶遠高於電池片的熱脹冷縮係數而導致焊接碎片風險方面有一定劣勢。
所述耦聯平臺的表面積占其所在導電基帶寬表面的面積比例m為5%≤m≤95%。
所述耦聯平臺的表面積占其所在導電基帶寬表面的面積比例m為10%≤m≤35%。
所述直線型V形槽在同一寬表面平行分佈。
所述直線型V形槽在同一寬表面交叉分佈。
所述耦聯平臺的形狀為平行四邊形或梯形。
焊帶焊接後，表面的焊錫層會發生自然流淌，使得焊接完成後的實際發光凹槽角度變大。對於採用非焊接方式（典型地如以導電膠黏結電池與互聯帶），上述問題則不會發生。根據具體應用方法，一般選擇V形槽的V形夾角在75°-138°之間，以保障較佳的焊帶表面反光經由玻璃/空氣表面重新反射到電池表面的效率。
所述耦聯平臺不低於所述V形槽的最高點。
焊帶的外表面具有錫基焊料層，從而可以直接焊接；且在導電基帶與錫基焊料層之間可製備保護層，以防止焊帶老化，性能可靠。上述基帶製作方案，對於採用常規熱塗敷焊料製備焊帶的方式，同樣具備重要意義：採用常規熱塗敷焊料生產焊帶時，雖然基帶表面的異構會被基本填平，從而難以實現焊帶表面的反光復用，但採用本方案的V形槽基帶，仍可降低焊接應力，同時又不會因為V形槽的存在而過多損失有效導電截面積。
焊帶的外表面也可具有導電反光層，適用於焊帶與電池片之間以非焊接（如導電膠黏結）方式結合的情況。
所述焊料層或導電反光層與導電基帶之間還製備有過渡層。
一種光伏焊帶的導電基帶的製備方法，主要包括以下步驟： a.將銅線經過輥壓形成具有兩個寬表面的平帶； b.在步驟a得到的平帶上的至少一個寬表面輥壓形成V形槽，V形槽的深度大於0.15mm；以及 c.耦聯平臺定形：使用一對光輥對步驟b的半成品作進一步的軋製，得到在至少一個寬表面分佈有V形槽和耦聯平臺的基帶，此時V形槽的深度h為0.15mm≤h≤0.25mm；所述耦聯平臺為最大內接圓的直徑不小於0.05mm，沿基帶長度方向的最大長度小於50mm的平臺。
步驟b的輥壓V形槽，由於槽深大於0.15mm，易導致兩相鄰的V形槽之間發生過度擠壓，引發預留的焊接平臺產生鼓起；本發明增加了耦聯平臺定形步驟，將步驟b中產生的鼓起定形為具備高度一致性的耦聯平臺，從而解決了此前的異構焊帶在焊接應用過程中易出現虛焊、漏焊的問題。
對導電基帶進行熱處理時，程序控制以對厚度與本發明基帶最薄處相同的常規平基帶的熱處理程序為參照，熱處理時的走帶張力小於或等於參考平基帶的熱處理走帶張力，可以解決槽深斷線風險問題。
一種光伏焊帶的導電基帶的製備方法採用的製備生產線，至少依次包括以下設備：銅線輥壓機，V形槽輥壓機和耦聯平臺定形輥壓機。
銅線輥壓機含有一對光輥；V形槽輥壓機含有一個花紋輥和一個光輥，或者一對花紋輥；耦聯平臺定形輥壓機含有一對光輥。
本發明公佈的一種異構高效光伏焊帶，利用在導電基帶表面製備較佳深度的V形槽，和較佳設計的耦聯平臺，為同時實現焊帶表面的部分反光復用、降低焊接應力、保障焊接強度、均衡開槽導致的匯流電損提供了高性價比的定製設計方案，並利用V形槽深度的設計和導電基帶製程的改進，在不影響焊帶的可直接焊接性和電池片的互聯耐候安全，以及同步解決實際應用中的虛焊漏焊風險的前提下，焊接後V形槽結構受流入槽內的焊料的影響較小，從而長足提高了在實際應用中的反光復用效率。對於忽略反光復用能力的常規熱塗敷焊帶的製備，以及忽略可直接焊接性的黏貼型反光焊帶的設計，同樣具備最佳化指導意義。
本發明選擇V形槽的深度h不小於0.15mm，首先是因為在現有焊帶焊接製程下，焊接後焊帶表面的焊錫層會發生自然流淌，因此V形槽側壁和耦聯平臺上的部分焊料會流入V形槽內，如果V形槽深度太淺，會造成V形槽大部分被焊料堵死，損失反光設計的初衷。例如以焊料層厚度是10μm，耦聯平臺為平行四邊形，耦聯平臺最大內接圓的直徑為250μm，V形槽夾角120度，此時模擬計算焊接後，不同深度V形槽焊料填埋後計算剩餘深度比例如下表：
由上表可以看出，當V形槽深度不小於0.15mm時，V形槽由於焊料流淌填充的深度占V形槽總深度的比例小於25%。由此可較有效地解決V形槽結構被過分破壞，導致過分失去反光復用能力的問題。但從其他方面看，V形槽過深，會帶來加工後的基材包絡厚度過大，存在焊帶的焊接問題和元件的耐候安全問題。實用中一般會選擇直線型V形槽的深度h不大於 0.25mm。
實施例1：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖1、圖2所示，在其一個寬表面具有V形槽3，相鄰V形槽3之間均留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.25mm，耦聯平臺4的前後兩端都存在V形槽3，左右兩邊沒有V形槽3，即耦聯平臺4左右兩邊均延伸到寬表面的兩側邊緣；V形槽3的V形夾角為120°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成30度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行；V形槽3的深度h是0.17mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為25%。所述異構高效光伏焊帶的包絡厚度H為0.35mm。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度d為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.135mm。如圖3所示，是本實施例的焊帶焊接後的金相結構圖，圖中的V形槽僅一小部分被流淌到槽底的焊料填充。
採用60片156mm*156mm多晶矽片（以下同），使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出4W，提高了1.6%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
本實施例的導電基帶1的製備生產線，如圖13所示，依次包括以下設備：放線機10、銅線輥壓機20、V形槽輥壓機30、耦聯平臺定形輥壓機40、熱處理設備50和收線機60。
所述銅線輥壓機20含有一對光輥，耦聯平臺定形輥壓機40含有一對光輥，V形槽輥壓機30含有一個花紋輥和一個光輥，V形槽輥壓機30僅在導電基帶1的一個寬表面輥壓形成V形槽。當需要在導電基帶1的兩個寬表面都輥壓形成V形槽時，V形槽輥壓機30含有一對花紋輥。
採用上述的製備生產線，本實施例的導電基帶1的製備方法，主要包括以下步驟： a.將銅線經過銅線輥壓機20輥壓形成具有兩個寬表面的平帶； b.經過V形槽輥壓機30，在步驟a得到的平帶上的一個寬表面輥壓形成V形槽，V形槽的深度0.18mm； V形槽的V形夾角為120°，V形槽與V形槽輥壓機30中輥的滾動方向成30度角；V形槽的表面積占其所在寬表面的面積比例為77%； c.耦聯平臺定形，也即使用耦聯平臺定形輥壓機40中的一對光輥對步驟b的半成品作進一步的軋製，將步驟b中相鄰的V形槽之間的平臺發生的鼓起整平，得到在一個寬表面分佈有V形槽3和耦聯平臺4的基帶，相鄰V形槽3之間均留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.25mm，耦聯平臺4的前後兩端都存在V形槽3，左右兩邊沒有V形槽3，即耦聯平臺4左右兩邊均延伸到寬表面的兩側邊緣；V形槽3的V形夾角為120°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成30度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行，V形槽槽深h為0.17mm，耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為25%；並且，在步驟c中控制耦聯平臺定形步驟的軋製間距，可以得到基帶的包絡厚度為0.33mm；以及 d.由步驟c得到的基帶經過熱處理設備50熱處理後得到導電基帶1。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度d為10μm，得到異構高效光伏焊帶的包絡厚度H為0.35mm。
對導電基帶進行熱處理時，程序控制以對厚度與本發明基帶最薄處相同的常規平基帶的熱處理程序為參照，熱處理時的走帶張力小於或等於參考平基帶的熱處理走帶張力，可以解決槽深斷線風險問題。
實施例2：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖4所示，在其一個寬表面具有凹槽集合2，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，不同凹槽集合2之間留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.15mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為3.0mm；耦聯平臺4的周圍都存在V形槽3；V形槽3的V形夾角為75°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成30度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行；V形槽3的深度h是0.18mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為35%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.144mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出3.6W，提高了1.44%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於3N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
實施例3：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖5所示，在其一個寬表面具有沿寬表面的長度方向間隔設置的凹槽集合2，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，不同凹槽集合2之間留有平行四邊形的耦聯平臺4，最大內接圓的直徑為0.5mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為0.5mm；耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高；V形槽3的V形夾角為120°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成15度角；V形槽3的深度h是0.17mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為95%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，焊料層與導電基帶1之間還有2μm的過渡層，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層的厚度為8μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.135mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出0.5W，提高了0.2%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於5N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
實施例4：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖6所示，在其一個寬表面具有凹槽集合2，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，不同凹槽集合2之間留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.09mm，耦聯平臺4的前後兩端都存在V形槽3，左右兩邊沒有V形槽3，即耦聯平臺4左右兩邊均延伸到寬表面的兩側邊緣；V形槽3的V形夾角為110°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成75度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行；V形槽3的深度h是0.15mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為20%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.114mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出4.6W，提高了1.84%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
實施例5：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖7所示，在其一個寬表面具有兩個沿導電基帶1長度方向的凹槽集合2，兩個凹槽集合2分別設置在寬表面的兩側，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，所述兩個凹槽集合2之間留有沿導電基帶1長度方向延伸的矩形耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度高於V形槽3的最高點，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.6mm；V形槽3的V形夾角為110°，V形槽3均與導電基帶1的長度方向平行；V形槽3的深度h是0.16mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為10%。
利用電鍍的方式將焊料層均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層5的厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.125mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出4.8W，提高了1.92%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之二。
實施例6：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖8所示，在其一個寬表面具有兩個沿導電基帶1長度方向的凹槽集合2，兩個凹槽集合2分別設置在寬表面的兩側，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，所述兩個凹槽集合2之間留有沿導電基帶1長度方向延伸的矩形耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.12mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為18mm；V形槽3的V形夾角為110°，V形槽3均與導電基帶1的長度方向平行；V形槽3的深度h是0.19mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為50%。
在同一寬表面上，還具有開口為圓形的凹槽8，所述凹槽8底面為圓弧形。
利用電鍍的方式將焊料層均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.153mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出2.5W，提高了1%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之二。
實施例7：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖9所示，在其一個寬表面具有兩種凹槽集合2，一種凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，另一種凹槽集合2由一個V形槽3組成，不同凹槽集合2之間留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.26mm，耦聯平臺4的前後兩端都存在V形槽3，左右兩邊沒有V形槽3，即耦聯平臺4左右兩邊均延伸到寬表面的兩側邊緣；V形槽3的V形夾角為110°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成30度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行；V形槽3的深度h是0.25mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為55%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.21mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出3.2W，提高了1.28%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
實施例8：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖10所示，在其一個寬表面具有V形槽3，相鄰V形槽3之間均留有平行四邊形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.05mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為45mm，耦聯平臺4的前後兩端都存在V形槽3，左右兩邊也有V形槽3；V形槽3的V形夾角為138°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成30度角，平行四邊形有兩條邊與V形槽3的方向平行；V形槽3的深度h是0.15mm。耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為5%。
利用電鍍方式將導電反光層均勻地製備到上述的導電基帶1上，反光層厚度為1μm，製備成異構高效光伏焊帶。
焊帶以導電膠黏結至電池片上，焊帶V形槽3深度0.149mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出6W，提高了2.4%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於3N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之二。
實施例9：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖11所示，在其一個寬表面具有凹槽集合2，每個凹槽集合2由多個連續的V形槽3組成，不同凹槽集合2之間留有梯形的耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.5mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為2.0mm；耦聯平臺4的周圍都存在V形槽3；V形槽3的V形夾角為75°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成兩種傾斜角度，均為75度角；V形槽3的深度h是0.15mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為55%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.112mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出3W，提高了1.2%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於4N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
實施例10：選用TU1無氧銅作為導電基帶1，如圖12所示，在其一個寬表面具有V形槽3，相鄰的V形槽3之間留有耦聯平臺4，所述耦聯平臺4的高度與V形槽3的最高點等高，耦聯平臺4的最大內接圓的直徑為0.5mm，沿導電基帶1長度方向的最大長度為2.0mm；耦聯平臺4的周圍都存在V形槽3；V形槽3的V形夾角為100°，V形槽3與導電基帶1的長度方向成兩種傾斜角度，一種為45度角，另一種為90度角；V形槽3的深度h是0.16mm；耦聯平臺4的表面積占其所在導電基帶1寬表面的面積比例m為82%。
利用電鍍的方式將錫鉛焊料均勻地製備到上述的導電基帶1上，製備成異構高效光伏焊帶，焊料層厚度為10μm。
焊接後焊帶V形槽3深度為0.126mm。
採用60片156*156多晶矽片，使用此光伏焊帶製備一組電池元件的功率比使用普通焊帶製備的元件功率高出1W，提高了0.4%。
焊帶的焊接力是使用拉力計，沿著電池片45度方向拉焊帶直至焊帶從電池片剝離所需的拉力，一般焊接力要求大於3N，本實施例的焊帶焊接力大於5N，滿足要求。
由焊帶熱脹冷縮而導致的碎片率低於千分之一。
1‧‧‧導電基帶
2‧‧‧凹槽集合
3‧‧‧V形槽
4‧‧‧耦聯平臺
5‧‧‧焊料層
8‧‧‧凹槽
10‧‧‧放線機
20‧‧‧銅線輥壓機
30‧‧‧V形槽輥壓機
40‧‧‧耦聯平臺定形輥壓機
50‧‧‧熱處理設備
60‧‧‧收線機。
h‧‧‧V形槽深度
H‧‧‧包絡厚度
d‧‧‧焊料層厚度
2‧‧‧凹槽集合
3‧‧‧V形槽
4‧‧‧耦聯平臺
5‧‧‧焊料層
8‧‧‧凹槽
10‧‧‧放線機
20‧‧‧銅線輥壓機
30‧‧‧V形槽輥壓機
40‧‧‧耦聯平臺定形輥壓機
50‧‧‧熱處理設備
60‧‧‧收線機。
h‧‧‧V形槽深度
H‧‧‧包絡厚度
d‧‧‧焊料層厚度
圖1 是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例1的結構示意圖。 圖2是圖1的A-A剖面示意圖。 圖3是實施例1的焊帶焊接後的金相結構圖。 圖4是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例2中導電基帶的結構示意圖。 圖5是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例3中導電基帶的結構示意圖。 圖6是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例4中導電基帶的結構示意圖。 圖7是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例5中導電基帶的結構示意圖。 圖8 是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例6中導電基帶的結構示意圖。 圖9是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例7中導電基帶的結構示意圖。 圖10是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例8中導電基帶的結構示意圖。 圖11是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例9中導電基帶的結構示意圖。 圖12是本發明的異構高效光伏焊帶的實施例10中導電基帶的結構示意圖。 圖13是本發明的導電基帶的製備生產線的示意圖。
1‧‧‧導電基帶
3‧‧‧V形槽
4‧‧‧耦聯平臺
5‧‧‧焊料層
h‧‧‧V形槽深度
H‧‧‧包絡厚度
d‧‧‧焊料層厚度
Claims (22)
- 一種異構高效光伏焊帶，其特徵在於：包括一導電基帶，所述導電基帶為金屬單質或合金材料，其具有上、下兩個寬表面，所述的導電基帶至少有一個寬表面分佈有V形槽和耦聯平臺，所述V形槽的深度h為0.15mmh0.25mm；所述耦聯平臺為最大內接圓的直徑不小於0.05mm、沿所述導電基帶之長度方向的最大長度小於50mm的平臺。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述異構高效光伏焊帶的包絡厚度H小於0.38mm。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述導電基帶至少有一個寬表面由所述V形槽和所述耦聯平臺構成。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述V形槽為槽的兩個斜邊的交線為直線的直線型V形槽。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中相鄰V形槽之間均留有所述耦聯平臺。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述V形槽的深度h為0.16mmh0.20mm。
- 如申請專利範圍第6項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺的最大內接圓的直徑大於0.1mm，且所述耦聯平臺沿所述導電基帶之長度方向的最大長度小於20mm。
- 如申請專利範圍第7項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺的最大內接圓的直徑不小於0.15mm，且所述耦聯平臺沿所述導電基帶之長度方向的最大長度小於5mm。
- 如申請專利範圍第4項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述直線型V形槽與所述導電基帶之長度方向的傾斜角度為15°-75°。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺的表面積占其所在導電基帶寬表面的面積比例m為5%m95%。
- 如申請專利範圍第10項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺的表面積占其所在導電基帶寬表面的面積比例m為10%m35%。
- 如申請專利範圍第4項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述直線型V形槽在同一寬表面平行分佈。
- 如申請專利範圍第4項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述直線型V形槽在同一寬表面交叉分佈。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺的形狀為平行四邊形或梯形。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述V形槽的V形夾角在75°-138°之間。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述耦聯平臺不低於所述V形槽的最高點。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述導電基帶的表面具有一焊料層。
- 如申請專利範圍第1項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述導電基帶的表面具有一導電反光層。
- 如申請專利範圍第17或18項所述的異構高效光伏焊帶，其中所述焊料層或所述導電反光層與所述導電基帶之間還製備有一過渡層。
- 一種光伏焊帶的導電基帶的製備方法，其特徵在於：主要包括以下步驟：a.將一銅線經過輥壓形成具有兩個寬表面的一平帶； b.在步驟a得到的所述平帶上的至少一個寬表面輥壓形成V形槽，V形槽的深度大於0.15mm；以及c.耦聯平臺定形：使用一對光輥對步驟b的半成品作進一步的軋製，得到在至少一個寬表面分佈有V形槽和耦聯平臺的一基帶，此時V形槽的深度h為0.15mmh0.25mm；所述耦聯平臺為最大內接圓的直徑不小於0.05mm、沿所述基帶之長度方向的最大長度小於50mm的平臺。
- 一種製備生產線，適用於如申請專利範圍第20項所述的光伏焊帶的導電基帶的製備方法，其特徵在於：至少依序包括以下設備：一銅線輥壓機進行所述製備方法的步驟a、一V形槽輥壓機進行所述製備方法的步驟b和一耦聯平臺定形輥壓機進行所述製備方法的步驟c。
- 如申請專利範圍第21項所述的製備生產線，其中所述銅線輥壓機含有一對光輥；所述V形槽輥壓機含有一個花紋輥和一個光輥，或者一對花紋輥；所述耦聯平臺定形輥壓機含有一對光輥。
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