一種高效光伏異構焊帶的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高效光伏異構焊帶，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布有V形槽和耦聯(lián)平臺，V形槽的深度h為0.055mm＜h＜0.15mm；所述耦聯(lián)平臺為最大內接圓的直徑不小于0.10mm，沿導電基帶長度方向的最大長度小于50mm的平臺。通過在導電基帶表面制備優(yōu)化設計的V型槽與耦聯(lián)平臺，為同時實現(xiàn)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制設計方案。
【專利說明】一種高效光伏異構焊帶

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光伏焊帶加工【技術領域】，特別涉及一種高效光伏異構焊帶。

【背景技術】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗越來越大，世界各國都需求新能源的應用和普及。由于二氧化碳排放導致的溫室氣體效應致使全球氣候變暖并引發(fā)自然災害，世界各國對清潔的可再生能源的需求尤其強烈。在美國2007年次貸危機導致的全球危機蔓延和擴大以來，為刺激經(jīng)濟增長，各國都通過了更積極的鼓勵使用可再生能源的措施。美國奧巴馬政府提出在未來10年投資1500億美元用于清潔能源；歐盟設定目標在2020年將可再生能源占使用能源的比例提高到20% ;日本提出在2030年使70%以上的新建住宅安裝太陽能電池板(約70GW)。為緩解光電產品國內需求不足，2009年3月26日，中國財政部宣布將推動實施“太陽能屋頂計劃”示范工程。財政部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合出臺的《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》中明確提出，實施“太陽能屋頂計劃”，對光電建筑應用示范工程予以資金補助、鼓勵技術進步與科技創(chuàng)新、鼓勵地方政府出臺相關財政扶持政策、加強建設領域政策扶持等一系列原則措施?，F(xiàn)階段在經(jīng)濟發(fā)達、產業(yè)基礎較好的大中城市積極推進太陽能屋頂、光伏幕墻等光電建筑一體化示范；積極支持在農村與偏遠地區(qū)發(fā)展離網(wǎng)式發(fā)電，實施送電下鄉(xiāng)等有關規(guī)定，更是給太陽能技術的應用指明了方向。以太陽能屋頂、光伏幕墻等光電建筑一體化為突破口，可能在短期內讓人們看到應用太陽能的諸多好處，也有利于今后大面積推廣，激發(fā)產業(yè)資本投資太陽能領域的積極性。各國的新能源政策或許將成為下一個影響我們此后15年世界發(fā)展的重要政策之一。2009年的哥本哈根氣候會議再次喚醒、強化了人們關注清潔能源的意識。伴隨新能源的應用和普及，光伏行業(yè)的迅猛增長勢頭得到進一步的加強和重視。
[0003]焊帶(包括互連帶和匯流帶)是光伏組件焊接過程中的重要原材料，焊帶通常是通過焊接或導電膠粘結的方式將電池片互相連接和匯流電流，焊帶質量的好壞將直接影響到光伏組件電流的收集效率，對光伏組件的功率影響很大。如何通過焊帶的異構化，來增加電池片的轉化率，降低碎片率，一直是焊帶行業(yè)研究的課題之一。
[0004]中國專利CN101789452A給出了一種涂錫焊帶，其包括銅帶及其表面的涂錫層，涂錫層表面具有均勻分布的坑狀體。這種焊帶在一定程度上使太陽光在坑狀體中發(fā)生漫反射，提高了接受太陽光的能量。但是，其坑狀體僅發(fā)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，其凹坑是在涂錫過程中制備，會產生不均勻的焊料層，并會產生與電池片焊接不牢的現(xiàn)象，出現(xiàn)虛焊。
[0005]中國專利CN102569470A給出了一種在焊帶表面制備垂直于焊帶長度方向的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(wěn)定，焊接不牢。
[0006]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太陽光有效反射到電池片上，來提高組件功率。但這種焊帶在與電池片焊接時不穩(wěn)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，不利于功率的提升。
[0007]中國專利ZL201320071240.1， ZL201320071182.2， ZL201320110484.6，ZL201320463993.7，ZL201320466223.8等，提出了通過對焊帶的導電基帶進行不同形式的異構，實現(xiàn)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以提高組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:即當采用市場上現(xiàn)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(xiàn)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后果，正是導致處于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。
[0008]同時，實用新型人發(fā)現(xiàn)，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通過組件的玻璃/空氣表面重新反射到電池表面發(fā)生全反射的角度范圍內，反光復用的能力仍不理想。
實用新型內容
[0009]本實用新型要解決的技術問題是:為了在合理確保通過互聯(lián)帶導電基帶的表面異構實現(xiàn)互聯(lián)帶反光復用/應力降低的同時，解決在自動串焊機環(huán)境下異構焊帶與電池片之間的焊接牢度降低/虛焊風險增大，本實用新型為同時實現(xiàn)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高效光伏異構焊帶。
[0010]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種高效光伏異構焊帶，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布有V形槽和稱聯(lián)平臺,V形槽的深度h為0.055mm < h < 0.15mm ；所述耦聯(lián)平臺為最大內接圓的直徑大于0.10mm，沿導電基帶長度方向的最大長度小于50mm的平臺。
[0011]上述技術方案通過在導電基帶的表面制作V形槽，一方面使得部分表面反射光能夠通過組件的玻璃/空氣表面重新反射到電池表面，從而實現(xiàn)了部分焊帶表面反射光的復用的能力，同時通過V形槽的分布局部降低了焊帶的實際厚度，從而降低了焊接后因為焊帶的遠高于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(lián)平臺，從而同步解決了焊帶與電池片的結合牢度問題。實用新型人發(fā)現(xiàn)，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(lián)平臺的最大內接圓的直徑須不小于0.10_。與此同時，一般應選擇耦聯(lián)平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小于50mm，否則不僅無謂損失V型槽密度/焊帶反光復用的能力，通過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(jīng)大于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。
[0012]實用新型人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有焊帶焊接工藝條件下，焊接后焊帶表面的焊錫層會發(fā)生自然流淌，因此V形槽側壁和耦聯(lián)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。若V型槽過深，則會帶來焊帶的包絡厚度過大，制備過程中斷線風險高等弊端。因此，一般選擇V形槽的深度h為0.055mm< h < 0.15mm。
[0013]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(lián)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(lián)平臺構成。
[0014]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。
[0015]相鄰V形槽之間均留有耦聯(lián)平臺。
[0016]在當前晶硅電池組件的封裝環(huán)境下，優(yōu)選V形槽的深度h在0.06mm≤h≤0.12mm。
[0017]進一步地，宜優(yōu)選所述耦聯(lián)平臺的最大內接圓的直徑大于0.20mm，且所述耦聯(lián)平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小于20mm。
[0018]進一步地，宜優(yōu)選所述耦聯(lián)平臺的最大內接圓的直徑不小于0.25mm，且所述耦聯(lián)平臺沿導電基帶長度方向的最大長度小于5_。在當前市場上的主流自動串焊機環(huán)境下，并從工業(yè)化穩(wěn)定生產高可焊焊帶的成本效益出發(fā)，在保證焊帶可焊接或粘結并滿足焊帶剝離拉力的情況下，可以得到較佳的耦聯(lián)平臺與反光V形槽的比例。
[0019]優(yōu)選直線型V形槽與導電基帶的長度方向的傾斜角度為15° -75。。當夾角在75° -90°之間時，V形槽的反光通過玻璃/空氣表面重新反射后會大部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形槽走向有利于焊帶焊接后的內應力釋放，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形槽的反光通過玻璃/空氣表面重新反射后會大部或者全部落回到電池片表面，有利于光的復用，且焊帶的有效橫截面積降低小/封裝電損增加小，但此時不利于釋放焊帶焊接后的內應力，在輔助降低焊接過程中因為焊帶遠高于電池片的熱脹冷縮系數(shù)而導致焊接碎片風險方面有一定劣勢。
[0020]所述耦聯(lián)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%。
[0021]所述耦聯(lián)平臺的表面積占其所在導電基帶寬表面的面積比例m為25 %≤m≤75%。
[0022]所述直線型V形槽在同一寬面平行分布。
[0023]所述直線型V形槽在同一寬面交叉分布。
[0024]所述耦聯(lián)平臺的形狀為平行四邊形或梯形。
[0025]焊帶焊接后，表面的焊錫層會發(fā)生自然流淌，使得焊接完成后的實際發(fā)光凹槽角度變大。對于采用非焊接方式(典型地如通過導電膠粘結電池與互聯(lián)帶)，上述問題則不會發(fā)生。根據(jù)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通過玻璃/空氣表面重新反射到電池表面的效率。
[0026]所述耦聯(lián)平臺不低于所述V形槽的最高點。
[0027]焊帶的外表面涂敷或電鍍有錫基焊料層，從而可以直接焊接；且在導電基帶與錫基焊料層之間可制備保護層，以防止焊帶老化，性能可靠。上述基帶制作方案，對于采用常規(guī)熱涂敷焊料制備焊帶的方式，同樣具備重要意義:采用常規(guī)熱涂焊料生產焊帶時，雖然基帶表面的異構會被基本填平，從而難以實現(xiàn)焊帶表面的反光復用，但采用本方案的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。
[0028]焊帶的外表面也可涂敷或電鍍有導電反光層，適用于焊帶與電池片之間通過非焊接(如導電膠粘結)方式結合的情況。
[0029]所述焊料層或導電反光層與導電基帶之間還制備有過渡層。
[0030]本實用新型公布的一種高效光伏異構焊帶，通過在導電基帶表面制備優(yōu)選深度的V形槽，和優(yōu)選設計的耦聯(lián)平臺，為同時實現(xiàn)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制設計方案。對于忽略反光復用能力的常規(guī)熱涂焊帶的制備，同樣具備優(yōu)化指導意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例1的結構示意圖。
[0032]圖2是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例2的結構示意圖。
[0033]圖3是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例3的結構示意圖。
[0034]圖4是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例4的結構示意圖。
[0035]圖5是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例5的結構示意圖。
[0036]圖6是本實用新型的實施例5的凹槽集合的剖面圖。
[0037]圖7是本實用新型的實施例5的耦聯(lián)平臺的剖面圖。
[0038]圖8是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例6的結構示意圖。
[0039]圖9是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例7的結構示意圖。
[0040]圖10是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例8的結構示意圖。
[0041]圖11是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例9的結構示意圖。
[0042]圖12是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例10的結構示意圖。
[0043]圖13是本實用新型的高效光伏異構焊帶的實施例11的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0044]本實用新型選擇V形槽的深度h大于0.055mm,首先是因為在現(xiàn)有焊帶焊接工藝條件下，焊接后焊帶表面的焊錫層會發(fā)生自然流淌，因此V形槽側壁和耦聯(lián)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。例如焊料層厚度是lOum，耦聯(lián)平臺的為平行四邊形，內接圓的直徑為250um，V形槽夾角120度，此時模擬計算焊接后，不同深度V形槽焊料填埋后計算剩余大致深度如下表:
[0045]

【權利要求】
1.一種高效光伏異構焊帶，其特征在于:包括導電基帶(1)，所述導電基帶(1)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(1)至少有一個寬表面分布有V形槽(3)和耦聯(lián)平臺(4)，V形槽(3)的深度h為0.055mm < h < 0.15mm ;所述耦聯(lián)平臺(4)為最大內接圓的直徑不小于0.1Omm,沿導電基帶(1)長度方向的最大長度小于50 mm的T D O
2.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述的導電基帶(1)至少有一個寬表面由所述V形槽(3)和所述耦聯(lián)平臺(4)構成。
3.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述V形槽(3)為槽的兩個斜邊的交線為直線的直線型V形槽。
4.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:相鄰V形槽之間均留有耦聯(lián)平臺(4)。
5.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述V形槽(3)的深度h為0.06mm < h < 0.12mm。
6.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)平臺(4)的最大內接圓的直徑大于0.20mm，且所述耦聯(lián)平臺(4)沿導電基帶(1)長度方向的最大長度小于20 mm。
7.如權利要 求5或6所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)平臺(4)的最大內接圓的直徑不小于0.25mm，且所述耦聯(lián)平臺(4)沿導電基帶(1)長度方向的最大長度小于5mm ο
8.如權利要求3所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述直線型V形槽(3)與導電基帶(I)的長度方向的傾斜角度為15° -75。。
9.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)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%≤m≤95%。
10.如權利要求9所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)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%75%。
11.如權利要求3所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述直線型V形槽(3)在同一寬面平行分布。
12.如權利要求3所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述直線型V形槽(3)在同一寬面交叉分布。
13.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)平臺(4)的形狀為平行四邊形或梯形。
14.如權利要求1-3中任一項所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述V形槽(3)的V形夾角在75° - 138°之間。
15.如權利要求1-4中任一項所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述耦聯(lián)平臺(4)不低于所述V形槽(4)的最高點。
16.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述導電基帶(1)的表面涂敷或電鍍有焊料層(5)。
17.如權利要求1所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述導電基帶(1)的表面涂敷或電鍍有導電反光層。
18.如權利要求16所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述焊料層(5)與導電基帶(1)之間還制備有過渡層。
19.如權利要求17所述的光伏異構焊帶，其特征在于:所述導電反光層與導電基帶(1)之間還制備有過 渡層。
【文檔編號】H01L31/05GK203859130SQ201420284557
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】勵征 申請人:蒙特集團（香港）有限公司