一種異構(gòu)高效光伏焊帶及導(dǎo)電基帶的制備方法和生產(chǎn)線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏焊帶加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異構(gòu)高效光伏焊帶及導(dǎo)電基帶 的制備方法和生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002] 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?qū)щ娔z粘結(jié)的方式將電池片互相連接和匯流電流，焊帶質(zhì)量的好壞將直接影響 到光伏組件電流的收集效率，對(duì)光伏組件的功率影響很大。如何通過焊帶的異構(gòu)化，來增加 電池片的轉(zhuǎn)化率，降低碎片率，一直是焊帶行業(yè)研究的課題之一。
[0003] 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(zhuǎn)化率有限；此外，其凹坑是在涂錫過程中制備，會(huì)產(chǎn)生不均勻的焊料層，并會(huì) 產(chǎn)生與電池片焊接不牢的現(xiàn)象，出現(xiàn)虛焊。
[0004] 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(shí)不穩(wěn)定，焊接不牢。
[0005] 中國專利CN202004027U給出了一種焊帶，在焊帶正面具有多個(gè)沿焊帶長度方向 延伸的凹槽排列構(gòu)成的截面呈鋸齒型的反光結(jié)構(gòu)，以此結(jié)構(gòu)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(shí)不穩(wěn)定，焊接不牢，且這 種沿焊帶長度方向的凹槽結(jié)構(gòu)，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。
[0006] 中國專利 ZL201320071240. 1，ZL201320071182. 2, ZL201320110484. 6， ZL201320463993. 7, ZL201320466223. 8等，提出了通過對(duì)焊帶的導(dǎo)電基帶進(jìn)行不同形式的 異構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焊帶表面反射光的部分復(fù)用，調(diào)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(yīng)力以提高組件的耐候安全和生產(chǎn)過程中的碎片率。實(shí) 踐證實(shí)，上述專利群尚存一類共同的不足：即當(dāng)采用市場(chǎng)上現(xiàn)行的自動(dòng)串焊機(jī)焊接時(shí)，除非 大幅提高異構(gòu)寬表面上基帶平面的總面積占異構(gòu)寬表面總面積比例，否則接觸背銀的異構(gòu) 寬表面與背銀之間出現(xiàn)虛焊的風(fēng)險(xiǎn)較高。然而大幅提高異構(gòu)寬表面上基帶平面的總面積占 異構(gòu)寬表面總面積比例的后果，正是導(dǎo)致處于正銀面的焊帶表面反射光復(fù)用能力大幅下降 的原因，違背產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要初衷。
[0007] 同時(shí)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，即使在焊帶的生產(chǎn)過程中將凹槽角度設(shè)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(nèi)，反光復(fù)用的能力 仍不理想。
[0008] 在針對(duì)手工焊接，以及焊帶經(jīng)過助焊劑浸泡后的串焊機(jī)焊接時(shí)，由于助焊劑的作 用，使焊料的流動(dòng)性非常好，導(dǎo)致在焊接中由于焊料流動(dòng)對(duì)V形槽結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，影響利用 V形槽反光復(fù)用來增加組件功率的效果。但V形槽過深，又會(huì)帶來很多現(xiàn)有光伏組件生產(chǎn)環(huán) 境下難以克服的其他問題，其中最重要的，是在現(xiàn)有的組件制備工藝中，EVA的厚度已經(jīng)很 薄，焊帶包絡(luò)厚度過大會(huì)增高組件的耐候安全風(fēng)險(xiǎn)，以及組件層壓過程中的電池碎片風(fēng)險(xiǎn)。 此外實(shí)用中還發(fā)現(xiàn)，如果焊帶的包絡(luò)厚度過大，還會(huì)導(dǎo)致焊帶在焊接時(shí)易于出現(xiàn)虛焊和漏 焊。中國專利201410236303. 3因此提出V形槽深度應(yīng)在0. 055mm到0. 15mm之間，其認(rèn)為 當(dāng)V形槽深度超過0. 15_時(shí)，就會(huì)帶來焊帶的包絡(luò)厚度過大，并且在基帶制備過程中斷線 風(fēng)險(xiǎn)1?等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：解決帶V形槽焊帶在手工焊接，和焊帶經(jīng)過助焊劑 浸泡后的串焊機(jī)焊接時(shí)，因?yàn)楹噶系母吡鲃?dòng)性，導(dǎo)致對(duì)V形槽結(jié)構(gòu)被過度破壞的問題，同時(shí) 避免過厚包絡(luò)對(duì)組件的生產(chǎn)效率以及耐候安全帶來影響，一并降低異構(gòu)焊帶在焊接時(shí)出現(xiàn) 虛焊和漏焊的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供一種異構(gòu)高效光伏焊帶及導(dǎo)電基帶的制備方法和生產(chǎn)線。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種異構(gòu)高效光伏焊帶，包括導(dǎo)電 基帶，所述導(dǎo)電基帶為金屬單質(zhì)或合金材料，其具有上、下兩個(gè)寬表面，所述的導(dǎo)電基帶至 少有一個(gè)寬表面分布有V形槽和稱聯(lián)平臺(tái)，V形槽的深度h為h為0. 15mm < h < 0. 25mm ;所 述稱聯(lián)平臺(tái)為最大內(nèi)接圓的直徑大于〇· 〇5mm，沿導(dǎo)電基帶長度方向的最大長度小于50mm 的平臺(tái)。
[0011] 上述技術(shù)方案通過在導(dǎo)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(shí)現(xiàn)了部分焊帶表面反射光的復(fù) 用的能力，同時(shí)通過V形槽的分布局部降低了焊帶的實(shí)際厚度，從而降低了焊接后因?yàn)楹?帶的遠(yuǎn)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(yīng)力。尤其重要的是，本 方案同時(shí)在V形槽之間預(yù)留有耦聯(lián)平臺(tái)，從而同步解決了焊帶與電池片的結(jié)合牢度問題。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用當(dāng)前市場(chǎng)上的主流自動(dòng)串焊機(jī)時(shí)，欲保證焊接過程中焊料對(duì)電池的背銀 表面有足夠的焊接牢度，耦聯(lián)平臺(tái)的最大內(nèi)接圓的直徑須不小于〇.〇5mm。與此同時(shí)，一般 應(yīng)選擇耦聯(lián)平臺(tái)沿導(dǎo)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(fù)用的能力，通過V型槽降低焊接碎片率的效果也會(huì)大打折扣：因?yàn)榇藭r(shí)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(yīng)力難以得到較好釋放。
[0012] 發(fā)明人發(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(huì)發(fā)生自然 流淌，因此V形槽側(cè)壁和耦聯(lián)平臺(tái)上的部分焊料會(huì)流入V形槽內(nèi)，特別是焊帶經(jīng)過助焊劑的 浸泡后，當(dāng)V形槽深度不夠時(shí)，V形槽結(jié)構(gòu)破壞更加嚴(yán)重，導(dǎo)致其反光復(fù)用能力大打折扣，但 如果V形槽過深，則會(huì)造成焊帶的包絡(luò)厚度過厚，在現(xiàn)有組件工藝條件下易導(dǎo)致層壓過程 中碎片率升高，以及增加組件在耐候安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。
[0013] 在現(xiàn)有主流光伏組件生產(chǎn)環(huán)境下，當(dāng)選取異構(gòu)焊帶的基帶的V形槽的深度h在 0· 15mm彡h彡0· 25mm時(shí)，既可有效解決經(jīng)過助焊劑浸泡后的異構(gòu)焊帶，因焊接過程中焊料 的高流動(dòng)性導(dǎo)致V形槽結(jié)構(gòu)被過度填充破壞的技術(shù)難題，又可避免影響焊帶的無縫可直焊 性，和影響光伏組件的生產(chǎn)效率以及耐候安全。從而在異構(gòu)焊帶的反光復(fù)用能力，互聯(lián)耐候 安全，以及無縫高可焊能力之間，達(dá)致優(yōu)化均衡。例如以焊料層厚度10 μ m，耦聯(lián)平臺(tái)為平行 四邊形，耦聯(lián)平臺(tái)內(nèi)接圓的直徑為250 μ m，V形槽夾角120度為參數(shù)模擬計(jì)算焊接后，不同 深度V形槽被高流動(dòng)性焊料填埋后的剩余深度比例，結(jié)果如下：
[0015] 由上表可以看出，當(dāng)V形槽深度不小于0. 15mm時(shí)，V形槽由于焊料流淌填充的深度 占 V形槽總深度的比小于25%。由此可較有效地解決V形槽結(jié)構(gòu)被過分破壞，導(dǎo)致過分失 去反光復(fù)用能力的問題。通過在異構(gòu)焊帶的基帶制備工藝中增加耦聯(lián)平臺(tái)定形工序，可以 解決過往觀察到的V形槽過深時(shí)，易于導(dǎo)致在焊接過程中虛焊和漏焊風(fēng)險(xiǎn)增高的問題。上 述槽深范圍不會(huì)帶來焊接過程中虛焊和漏焊風(fēng)險(xiǎn)增高；
[0016] 同時(shí)，在此槽深范圍內(nèi)，必要時(shí)結(jié)合調(diào)整耦聯(lián)平臺(tái)定形工序中的軋制間距，可以控 制異構(gòu)焊帶的包絡(luò)厚度小于〇.38mm。考慮到現(xiàn)有主流光伏組件層壓工藝中，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(lián)發(fā)生前的液態(tài)EVA 自由在焊帶兩側(cè)流動(dòng)，異構(gòu)焊帶的包絡(luò)厚度在0. 38mm以下時(shí)，對(duì)于層壓過程中的電池碎片 率，以及封裝后的組件耐候安全的影響可以忽略。
[0017] 所述的導(dǎo)電基帶至少有一個(gè)寬表面由所述V形槽和所述耦聯(lián)平臺(tái)構(gòu)成，即同一個(gè) 寬表面僅由所述的V形槽和所述的耦聯(lián)平臺(tái)構(gòu)成。
[0018] 所述V形槽為槽的兩個(gè)斜邊的交線為直線的直線型V形槽。
[0019] 相鄰V形槽之間均留有耦聯(lián)平臺(tái)。
[0020] 在當(dāng)前晶硅電池組件焊接和封裝環(huán)境下，優(yōu)選V形槽的深度h在 0. 16mm < h < 0. 2m。
[0021] 進(jìn)一步地，宜優(yōu)選所述耦聯(lián)平臺(tái)的最大內(nèi)接圓的直徑大于0. 1_，且所述耦聯(lián)平臺(tái) 沿導(dǎo)電基帶長度方向的最大長度小于20mm。
[0022] 進(jìn)一步地，宜優(yōu)選所述耦聯(lián)平臺(tái)的最大內(nèi)接圓的直徑不小于0. 15mm，且所述耦聯(lián) 平臺(tái)沿導(dǎo)電基帶長度方向的最大長度小于5_。在當(dāng)前市場(chǎng)上的主流自動(dòng)串焊機(jī)環(huán)境下，并 從工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)高可焊焊帶的成本效益出發(fā)，在保證焊帶可焊接或粘結(jié)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(tái)與反光V形槽的比例。
[0023] 優(yōu)選直線型V形槽與導(dǎo)電基帶的長度方向的傾斜角度為15° -75°。當(dāng)夾角在 75° -90°之間時(shí)，V形槽的反光通過玻璃/空氣表面重新反射后會(huì)大部或者全部落回到 焊帶表面，起不到被電池片復(fù)用的作用，且焊帶的有效導(dǎo)電橫截面積降低較大，導(dǎo)致焊帶的 實(shí)用電阻增大，帶來較高的封裝電損。但此時(shí)的V形槽走向有利于焊帶焊接后的內(nèi)應(yīng)力釋 放，從而能夠更好地降低因?yàn)楹笌У臒崦浝淇s導(dǎo)致的焊接碎片風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)夾角在0° -15°之 間時(shí)，V形槽的反光通過玻璃/空氣表面重新反射后會(huì)大部或者全部落回到電池片表面，有 利于光的復(fù)用，且焊帶的有效橫截面積降低小/封裝電損增加小，但此時(shí)不利于釋放焊帶 焊接后的內(nèi)應(yīng)力，在輔助降低焊接過程中因?yàn)楹笌нh(yuǎn)高于電池片的熱脹冷縮系數(shù)而導(dǎo)致焊