[发明专利]太阳能电池用引线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池用引线及其制备方法，在由多个元件（太阳能电池元件、Solar cells，以下称为元件）构成的太阳能电池组件中，所述太阳能电池用引线适宜用作连接元件之间的配线材料。

背景技术

在太阳能电池中，通过引线将多个由硅晶构成的元件串联连接，可获得充分的电动势。该引线一般使用镀锡的铜扁线，该铜扁线与硅晶通过焊锡接合。

但是，硅晶占据了太阳能电池的大部分成本比例，近年来为了降低制备成本，进行了硅晶的薄壁化。但如果使硅晶变薄，其强度将会下降。特别是如表1所示，由于硅晶和铜线的热膨胀系数不同，因此从焊锡连接时的高温冷却至室温时，由于热收缩量的差异，可能会导致硅晶发生弯曲而损坏。另外，由使用太阳能电池时的热循环产生的热应力，也有可能使硅晶损坏。因此，对在硅晶之间产生的热应力小的引线的需求不断增加。为了解决这种需求，已提出有下述方法，通过退火纯铜，使其晶体粒径粗大化，降低屈服强度使铜线屈服，从而减小热应力的方法（参见专利文献1）。

（表1）

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-140787

发明内容

本发明要解决的技术问题

但是，如果使晶体粒径粗大化，则难以避免铜线自身的强度下降。如果使用强度下降的铜线连接硅晶，该铜线就会连续承受太阳能电池的昼夜热循环负荷，导致在具有粗大晶粒的铜线表面上产生微细裂纹，缩短使用寿命。

因此，要求在不降低引线强度的情况下，减小焊锡连接时产生的热应力。

解决技术问题的技术手段

本发明人等，通过对铜线进行适当的加工和适当的热处理，使铜线表面的晶体粒径微细化，成功地提高了抗裂性，至此发明了即使长期使用，表面也不会产生裂纹的使用寿命长的太阳能电池用引线。

本发明的太阳能电池用引线由无氧铜或韧铜（tough pitch copper）构成，其表层部的晶体粒径为10μm以上、不足60μm，并且表层部的晶体粒径小于内层晶体粒径的80%。

由所述无氧铜或韧铜构成的太阳能电池用引线，尤其优选其表层部的晶体粒径为10μm以上、不足40μm，并且表层部的晶体粒径小于内层部晶体粒径的50%。

本发明的连接太阳能电池组件的元件之间的太阳能电池用引线，由无氧铜或者韧铜构成，其表层部的晶体粒径为10μm以上、不足60μm，所述表层部厚度的总量为铜扁线厚度的5%~50%。

本发明的连接太阳能电池组件的元件之间的太阳能电池用引线，由无氧铜或者韧铜构成，该引线的0.2%屈服强度优选150MPa以下。

本发明的太阳能电池用引线的制备方法，其特征在于，对无氧铜或韧铜铸块实施冷轧后，在300~700℃下实施1秒~1小时的中间退火或热轧，然后以一次压延（1パス）的加工率为1~15%进行冷轧或冷拔压延，加工成引线，接着在200~500℃下进行1秒~1小时的退火。

在所述太阳能电池用引线的制备方法中，冷轧或冷拔压延的一次压延的加工率为1~15%，优选其加工率总量为20%以上。

发明效果

本发明的由无氧铜或韧铜构成的引线，因为其表层部为微细晶粒层，因此提高了对太阳能电池使用中所承受的热循环负荷的耐受性，不易劣化，具有延长太阳能电池使用寿命的优异效果。

并且，本发明由无氧铜或韧铜构成的引线，由于其内层部残留粗大晶粒，因此引线（铜线）整体的屈服强度小，能够缓和与硅晶焊锡连接时产生的热应力，能够防止晶片的弯曲或破裂，具有能够易于相互连接太阳能电池的优异效果。

附图说明

图1是关于切割制备法的附图。

图2是关于圆线制备法的附图。

具体实施方式

本发明的太阳电池用引线，由无氧铜或韧铜构成，其表层部的晶体粒径为10μm以上、不足60μm，并且表层部的晶体粒径小于内层的晶体粒径的80%。

本发明通过使表层部形成微细的结构，提高了抗裂性，与现有产品相比，延长了对热循环负荷的使用寿命。如果表层部的晶体粒径不足10μm，屈服强度增大，因此并不优选，另外如果在0.6μm以上，抗裂性不够充分，不优选。从提高抗裂性和抑制屈服强度之间平衡的观点来看，特别优选表层部粒径的上限为不足40μm。