[发明专利]用于太阳能电池的导电焊丝的制备方法

说明书

本发明公开一种用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法，导电焊丝的横截面为圆形，且导电焊丝包括铜芯以及焊接材料层，该铜芯的横截面为圆形；该焊接材料层包覆于该铜芯的外表面，且该焊接材料层由锡铋合金材料组成。本发明的导电焊丝及其制备方法，能够解决目前的太阳能电池板的光电转换效率低、太阳能电池板焊接的生产成本高以及导电焊丝的生产及应用过程带来的环境污染等问题。

技术领域

本发明关于太阳能电池光伏功能组件材料，具体涉及一种用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法。

背景技术

太阳能电池光伏导电焊丝是用在光伏组件上的焊接材料，主要起到连接导电的作用。目前常用的光伏焊带是在一种高延伸率、高抗拉强度和高导电的铜带表面，通过热涂锡的方法制备而成。常规光伏焊带的横截面为矩形，为了降低焊带电阻，需要增大焊带的横截面积，而提高涂锡铜带基材的截面积有两种方式，在相同材质下，一种是提高基材厚度，另一种是提高基材宽度。增加焊带的宽度，则会导致太阳电池板被焊带覆盖的部分无法吸收太阳光，引起电流损耗；而提高焊带厚度则会提高焊接破片率。

对于传统的涂锡焊带，其中的涂层合金多为含铅的锡合金，这就带来了焊带在生产和使用过程中无法避免的铅污染和毒害问题，不利于人体健康和环境保护。为此，日本以及美国也研究公开了一系列无铅焊料，但是这些焊料中均含有贵金属银，这样导致焊料成本大幅增加。另外，现有技术中，虽然也有公开一些无铅无银合金，然而这些合金没有能直接用作太阳能电池的功能组件材料。此外，目前市面上多数无铅合金(包含锡-银-铜)的熔点超出200℃，高于传统锡铅合金(约180℃)，不容易被使用，因为熔点升高就对焊接温度提出更高的要求。再者，例如，CN101789453A公开了一种太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带，其锡合金层成分以重量百分比计为：Cu 0.10～2.00％，Ti 0.01～0.30％，Si 0.01～0.50％，P 0.05～0.8％，余量为Sn。虽然上述锡合金是无铅无银合金，但其成分复杂不易控制，且物理性能中熔点均超出200℃，另外焊带截面为矩形，仍然面临电流损耗与焊接破片率高的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法，以解决现有技术中太阳能电池板的光电转换效率低、太阳能电池板焊接的生产成本高以及导电焊丝的生产及应用过程带来的环境污染等问题。

为达上述目的，本发明提供一种用于太阳能电池的导电焊丝，该导电焊丝的横截面为圆形，且该导电焊丝包括：铜芯，该铜芯的横截面为圆形；以及焊接材料层，该焊接材料层包覆于该铜芯的外表面，且该焊接材料层由锡铋合金材料组成。

作为可选的技术方案，该导电焊丝的直径为0.2～0.8mm。

作为可选的技术方案，该焊接材料层的成分按质量百分比计为：铋53％～63％，锡36％～46％，余量为不可避免的杂质。

作为可选的技术方案，该焊接材料层的厚度占该导电焊丝的半径的10％～20％。

作为可选的技术方案，在该导电焊丝的长度延伸方向上，该焊接材料层于该铜芯的外表面上的厚度相同。

本发明还提供一种用于太阳能电池的导电焊丝的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤S1：选取含铜纯度大于99.99％的铜丝作为铜芯；步骤S2：将该铜丝进行退火处理，并采用无水乙醇进行退火保护，其中退火温度为400±50℃，退火时间为30分钟，再采用无水乙醇对退火后的铜丝进行冷却；步骤S3：使用无水乙醇对冷却后的铜丝进行超声震荡清洗；步骤S4：利用氮气吹干清洗后的铜丝；步骤S5：将吹干后的铜丝表面经酸洗活化液进行酸洗活化；步骤S6：将酸洗活化后的铜丝放入盛有电镀液的锡铋合金电镀槽，且铜丝作为阴极并位于两个阳极板之间，铜丝距两个阳极板的距离相等，维持阴极电流密度为1～3A/dm²、温度为25℃，电镀3～40分钟，得到该导电焊丝。

作为可选的技术方案，该铜丝的直径为0.18～0.72mm。