一种异构高效光伏焊带及导电基带的制备生产线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种异构高效光伏焊带及导电基带的制备生产线，异构高效光伏焊带包括导电基带，导电基带为金属单质或合金材料，其具有上、下两个宽表面，导电基带至少有一个宽表面分布有V形槽和耦联平台，V形槽的深度h为0.15mm≤h≤0.25mm；耦联平台为最大内接圆的直径不小于0.05mm，沿导电基带长度方向的最大长度小于50mm的平台。本实用新型通过对V形槽深度的优化设计，在有效解决经过助焊剂浸泡后的异构焊带，因焊接过程中焊料的高流动性导致V形槽结构被过度填充破坏的技术难题的同时，避免了影响焊带的无缝可直焊性，和影响光伏组件的生产效率以及耐候安全。从而在异构焊带的反光复用能力，互联耐候安全，以及无缝高可焊能力之间，达致了优化均衡。
【专利说明】-种异构高效光伏焊带及导电基带的制备生产线
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光伏焊带加工【技术领域】，特别涉及一种异构高效光伏焊带及导电 基带的制备生产线。
【背景技术】
[0002] 焊带（包括互连带和汇流带）是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带通常是 通过焊接或导电胶粘结的方式将电池片互相连接和汇流电流，焊带质量的好坏将直接影响 到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。如何通过焊带的异构化，来增加 电池片的转化率，降低碎片率，一直是焊带行业研究的课题之一。
[0003] 中国专利CN101789452A给出了一种涂锡焊带，其包括铜带及其表面的涂锡层，涂 锡层表面具有均匀分布的坑状体。该种焊带在一定程度上使太阳光在坑状体中发生漫反 射，提高了接受太阳光的能量。但是，其坑状体仅发生漫反射，反射回电池片的太阳光比例 很小，提高的转化率有限；此外，其凹坑是在涂锡过程中制备，会产生不均匀的焊料层，并会 产生与电池片焊接不牢的现象，出现虚焊。
[0004] 中国专利CN102569470A给出了一种在焊带表面制备垂直于焊带长度方向的V型 槽，W此来降低电池片的隐裂和碎片率。但此专利焊带V型槽是垂直于长度方向且V型槽 间无明显的间距，因此该种焊带在与电池片焊接时不稳定，焊接不牢。
[0005] 中国专利CN202004027U给出了一种焊带，在焊带正面具有多个沿焊带长度方向 延伸的凹槽排列构成的截面呈银齿型的反光结构，W此结构来让入射到焊带上太阳光有效 反射到电池片上，来提高组件功率。但该种焊带在与电池片焊接时不稳定，焊接不牢，且该 种沿焊带长度方向的凹槽结构，在同等厚度焊带的情况下，截面积损耗大，从而增加了电 阻，不利于功率的提升。
[0006] 中国专利ZL201320071240.1，ZL201320071182.2,ZL201320110484.6， ZL201320463993. 7,ZL201320466223. 8等，提出了通过对焊带的导电基带进行不同形式的 异构，实现焊带表面反射光的部分复用，调整焊带与电池片之间的焊接牢度，降低焊带带来 的汇流电损，W及降低焊带的屈服应力W提高组件的耐候安全和生产过程中的碎片率。实 践证实，上述专利群尚存一类共同的不足；即当采用市场上现行的自动串焊机焊接时，除非 大幅提高异构宽表面上基带平面的总面积占异构宽表面总面积比例，否则接触背银的异构 宽表面与背银之间出现虚焊的风险较高。然而大幅提高异构宽表面上基带平面的总面积占 异构宽表面总面积比例的后果，正是导致处于正银面的焊带表面反射光复用能力大幅下降 的原因，违背产品设计的主要初衷。
[0007] 同时，发明人发现，即使在焊带的生产过程中将凹槽角度设置在能够使反射光通 过组件的玻璃/空气表面重新反射到电池表面发生全反射的角度范围内，反光复用的能力 仍不理想。
[0008] 在针对手工焊接，W及焊带经过助焊剂浸泡后的串焊机焊接时，由于助焊剂的作 用，使焊料的流动性非常好，导致在焊接中由于焊料流动对V形槽结构破坏严重，影响利用 V形槽反光复用来增加组件功率的效果。但V形槽过深，又会带来很多现有光伏组件生产环 境下难W克服的其他问题，其中最重要的，是在现有的组件制备工艺中，EVA的厚度已经很 薄，焊带包络厚度过大会增高组件的耐候安全风险，W及组件层压过程中的电池碎片风险。 此外实用中还发现，如果焊带的包络厚度过大，还会导致焊带在焊接时易于出现虚焊和漏 焊。中国专利201410236303. 3因此提出V形槽深度应在0.055mm到0. 15mm之间，其认为 当V形槽深度超过0. 15mm时，就会带来焊带的包络厚度过大，并且在基带制备过程中断线 风险高等弊端。 实用新型内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题是；解决带V形槽焊带在手工焊接，和焊带经过助 焊剂浸泡后的串焊机焊接时，因为焊料的高流动性，导致对V形槽结构被过度破坏的问题， 同时避免过厚包络对组件的生产效率W及耐候安全带来影响，一并降低异构焊带在焊接时 出现虚焊和漏焊的风险。本实用新型提供一种异构高效光伏焊带及导电基带的制备生产 线。
[0010] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种异构高效光伏焊带， 包括导电基带，所述导电基带为金属单质或合金材料，其具有上、下两个宽表面，所 述的导电基带至少有一个宽表面分布有V形槽和禪联平台，V形槽的深度h为h为 0. 15mm《h《0. 25mm;所述禪联平台为最大内接圆的直径大于0. 05mm，沿导电基带长度方 向的最大长度小于50mm的平台。
[0011]上述技术方案通过在导电基带的表面制作V形槽，一方面使得部分表面反射光能 够通过组件的玻璃/空气表面重新反射到电池表面，从而实现了部分焊带表面反射光的复 用的能力，同时通过V形槽的分布局部降低了焊带的实际厚度，从而降低了焊接后因为焊 带的远高于电池片的热胀冷缩幅度而带来的焊带与电池片之间的应力。尤其重要的是，本 方案同时在V形槽之间预留有禪联平台，从而同步解决了焊带与电池片的结合牢度问题。 发明人发现，使用当前市场上的主流自动串焊机时，欲保证焊接过程中焊料对电池的背银 表面有足够的焊接牢度，禪联平台的最大内接圆的直径须不小于0.05mm。与此同时，一般 应选择禪联平台沿导电基带长度方向的最大长度小于50mm，否则不仅无谓损失V型槽密度 /焊带反光复用的能力，通过V型槽降低焊接碎片率的效果也会大打折扣：因为此时V型槽 之间距离已经大于一般多晶电池片宽度的30%，相邻V型槽之间在焊接过程中积累的焊带 /电池片应力难W得到较好释放。
[0012] 发明人发现，在现有焊带焊接工艺条件下，焊接后焊带表面的焊锡层会发生自然 流欄，因此V形槽侧壁和禪联平台上的部分焊料会流入V形槽内，特别是焊带经过助焊剂的 浸泡后，当V形槽深度不够时，V形槽结构破坏更加严重，导致其反光复用能力大打折扣，但 如果V形槽过深，则会造成焊带的包络厚度过厚，在现有组件工艺条件下易导致层压过程 中碎片率升高，W及增加组件在耐候安全方面的风险。
[0013]在现有主流光伏组件生产环境下，当选取异构焊带的基带的V形槽的深度h在 0. 15mm《h《0. 25mm时，既可有效解决经过助焊剂浸泡后的异构焊带，因焊接过程中焊料 的高流动性导致V形槽结构被过度填充破坏的技术难题，又可避免影响焊带的无缝可直焊 性，和影响光伏组件的生产效率W及耐候安全。从而在异构焊带的反光复用能力，互联耐候 安全，W及无缝高可焊能力之间，达致优化均衡。例如W焊料层厚度10ym，禪联平台为平行 四边形，禪联平台内接圆的直径为250ym，V形槽夹角120度为参数模拟计算焊接后，不同 深度V形槽被高流动性焊料填埋后的剩余深度比例，结果如下：
[0014] 导电基带V形槽深度（mm)~I焊接后焊带V形槽深度（mm) |V形槽反光比例0.0500.0214^ 0.0700.03955.7% 0.0900.05662.2% 0.1000.0656^ 0.1200.0841^0 0.1500. 11274.7% 0.1800. 14278.89% 0200. 16281%
[0015] 由上表可W看出，当V形槽深度不小于0. 15mm时，V形槽由于焊料流欄填充的深度 占V形槽总深度的比小于25%。由此可较有效地解决V形槽结构被过分破坏，导致过分失 去反光复用能力的问题。通过在异构焊带的基带制备工艺中增加禪联平台定形工序，可W 解决过往观察到的V形槽过深时，易于导致在焊接过程中虚焊和漏焊风险增高的问题。上 述槽深范围不会带来焊接过程中虚焊和漏焊风险增高；
[0016] 同时，在此槽深范围内，必要时结合调整禪联平台定形工序中的社制间距，可W控 制异构焊带的包络厚度小于0. 38mm。考虑到现有主流光伏组件层压工艺中，EVA的厚度 在0. 45mm-0. 8mm之间，且具备V形槽的焊带可W允许在层压过程中交联发生前的液态EVA 自由在焊带两侧流动，异构焊带的包络厚度在0. 38mmW下时，对于层压过程中的电池碎片 率，W及封装后的组件耐候安全的影响可W忽略。
[0017] 所述的导电基带至少有一个宽表面由所述V形槽和所述禪联平台构成，即同一个 宽表面仅由所述的V形槽和所述的禪联平台构成。
[0018] 所述V形槽为槽的两个斜边的交线为直线的直线型V形槽。
[0019] 相邻V形槽之间均留有禪联平台。
[0020] 在当前晶娃电池组件焊接和封装环境下，优选V形槽的深度h在 0. 16mm《h《0. 2m。
[0021] 进一步地，宜优选所述禪联平台的最大内接圆的直径大于0. 1mm，且所述禪联平台 沿导电基带长度方向的最大长度小于20mm。
[0022] 进一步地，宜优选所述禪联平台的最大内接圆的直径不小于0. 15mm，且所述禪联 平台沿导电基带长度方向的最大长度小于5mm。在当前市场上的主流自动串焊机环境下，并 从工业化稳定生产高可焊焊带的成本效益出发，在保证焊带可焊接或粘结并满足焊带剥离 拉力的情况下，可W得到较佳的禪联平台与反光V形槽的比例。
[0023] 优选直线型V形槽与导电基带的长度方向的倾斜角度为15° -75°。当夹角在 75° -90°之间时，V形槽的反光通过玻璃/空气表面重新反射后会大部或者全部落回到 焊带表面，起不到被电池片复用的作用，且焊带的有效导电横截面积降低较大，导致焊带的 实用电阻增大，带来较高的封装电损。但此时的V形槽走向有利于焊带焊接后的内应力释 放，从而能够更好地降低因为焊带的热胀冷缩导致的焊接碎片风险；当夹角在0° -15°之 间时，V形槽的反光通过玻璃/空气表面重新反射后会大部或者全部落回到电池片表面，有 利于光的复用，且焊带的有效横截面积降低小/封装电损增加小，但此时不利于释放焊带 焊接后的内应力，在辅助降低焊接过程中因为焊带远高于电池片的热胀冷缩系数而导致焊 接碎片风险方面有一定劣势。
[0024] 所述禪联平台的表面积占其所在导电基带宽表面的面积比例m为5% 《95%。
[0025] 所述禪联平台的表面积占其所在导电基带宽表面的面积比例m为10% 《m《35%。
[0026] 所述直线型V形槽在同一宽面平行分布。
[0027] 所述直线型V形槽在同一宽面交叉分布。
[0028] 所述禪联平台的形状为平行四边形或梯形。
[0029] 焊带焊接后，表面的焊锡层会发生自然流欄，使得焊接完成后的实际发光凹槽角 度变大。对于采用非焊接方式（典型地如通过导电胶粘结电池与互联带），上述问题则不会 发生。根据具体应用方法，一般选择V形槽的V形夹角在75° -138°之间，W保障较佳的 焊带表面反光通过玻璃/空气表面重新反射到电池表面的效率。
[0030] 所述禪联平台不低于所述V形槽的最高点。
[0031] 焊带的外表面具有锡基焊料层，从而可W直接焊接；且在导电基带与锡基焊料层 之间可制备保护层，W防止焊带老化，性能可靠。上述基带制作方案，对于采用常规热涂敷 焊料制备焊带的方式，同样具备重要意义：采用常规热涂焊料生产焊带时，虽然基带表面的 异构会被基本填平，从而难W实现焊带表面的反光复用，但采用本方案的V形槽基带，仍可 降低焊接应力，同时又不会因为V形槽的存在而过多损失有效导电截面积。
[0032] 焊带的外表面也可具有导电反光层，适用于焊带与电池片之间通过非焊接（如导 电胶粘结）方式结合的情况。
[0033] 所述焊料层或导电反光层与导电基带之间还制备有过渡层。
[0034] -种光伏焊带的导电基带的制备方法，主要包括W下步骤：
[00巧]a.将铜线经过親压形成具有两个宽表面的平带；
[0036]b.在步骤a得到的平带上的至少一个宽表面親压形成V形槽，V形槽的深度大于 0. 15mm；
[0037] C.禪联平台定形；使用一对光親对步骤b的半成品作进一步的社制，得到在至少 一个宽表面分布有V形槽和禪联平台的基带，此时V形槽的深度h为0. 15mm《h《0. 25mm; 所述禪联平台为最大内接圆的直径不小于0. 05mm，沿基带长度方向的最大长度小于50mm 的平台。
[003引步骤b的親压V形槽，由于槽深大于0. 15mm，易导致两相邻的V形槽之间发生过度 挤压，引发预留的焊接平台产生鼓起；本实用新型增加了禪联平台定形工序，将步骤b中产 生的鼓起定形为具备高一致性的禪联平台，从而解决了此前的异构焊带在焊接应用过程中 易出现虚焊、漏焊的问题。
[0039] 对导电基带进行热处理时，工艺控制W对厚度与基带最薄处相同的常规平基带的 热处理工艺为参照，热处理时的走带张力小于或等于对于参考平基带的热处理走带张力， 可W解决槽深断线风险问题。
[0040] -种光伏焊带的导电基带的制备生产线，至少依次包括W下设备；铜线親压机，V 形槽親压机和禪联平台定形親压机。
[0041] 所述铜线親压机含有一对光親；V形槽親压机含有一个花纹親和一个光親，或者 一对花纹親；禪联平台定形親压机含有一对光親。
[0042] 本实用新型公布的一种异构高效光伏焊带，通过在导电基带表面制备优选深度的 V形槽，和优选设计的禪联平台，为同时实现焊带表面的部分反光复用、降低焊接应力、保障 焊接强度、均衡开槽导致的汇流电损提供了高性价比的定制设计方案，并通过V形槽深度 的设计和导电基带制备工艺的改进，在不影响焊带的可直接焊接性和电池片的互联耐候安 全，W及同步解决实际应用中的虚焊漏焊风险的前提下，焊接后V形槽结构受流入槽内的 焊料的影响较小，从而长足提高了在实际应用中的反光复用效率。对于忽略反光复用能力 的常规热涂焊带的制备，W及忽略可直接焊接性的粘贴型反光焊带的设计，同样具备优化 指导意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] 图1是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例1的结构示意图。
[0044] 图2是图1的A-A剖面不意图。
[0045] 图3是实施例1的焊带焊接后的金相结构图。
[0046] 图4是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例2中导电基带的结构示意图。
[0047] 图5是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例3中导电基带的结构示意图。
[0048] 图6是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例4中导电基带的结构示意图。
[0049] 图7是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例5中导电基带的结构示意图。
[0050] 图8是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例6中导电基带的结构示意图。
[0051] 图9是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例7中导电基带的结构示意图。
[0052] 图10是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例8中导电基带的结构示意图。
[0053] 图11是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例9中导电基带的结构示意图。
[0054] 图12是本实用新型的异构高效光伏焊带的实施例10中导电基带的结构示意图。
[0055] 图13是本实用新型的导电基带的制备生产线的示意图。
[0056] 图中1、导电基带，2、凹槽集合，3、V形槽，4、禪联平台，5、焊料层，10、放线机，20、 铜线親压机，30、V形槽親压机，40、禪联平台定形親压机，50、热处理设备，60、收线机。
【具体实施方式】
[0057]本实用新型选择V形槽的深度h不小于0. 15mm，首先是因为在现有焊带焊接工艺 条件下，焊接后焊带表面的焊锡层会发生自然流欄，因此V形槽侧壁和禪联平台上的部分 焊料会流入V形槽内，如果V形槽深度太浅，会造成V形槽大部分被焊料堵死，损失反光设 计的初衷。例如W焊料层厚度是loum，禪联平台为平行四边形，禪联平台内接圆的直径为 250ym，V形槽夹角120度，此时模拟计算焊接后，不同深度V形槽焊料填埋后计算剩余深 度比例如下表：
[0058]
【权利要求】
1. 一种异构高效光伏焊带，其特征在于：包括导电基带（1)，所述导电基带（1)为金属 单质或合金材料，其具有上、下两个宽表面，所述的导电基带（1)至少有一个宽表面分布有 V形槽（3)和耦联平台（4)，V形槽（3)的深度h为0? 15mm彡h彡0? 25mm;所述耦联平台（4) 为最大内接圆的直径不小于0. 05mm，沿导电基带（1)长度方向的最大长度小于50mm的平 台。
2. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述异构高效光伏焊带的包 络厚度H小于0. 38mm。
3. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述的导电基带（1)至少有一 个宽表面由所述V形槽（3)和所述耦联平台（4)构成。
4. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述V形槽（3)为槽的两个斜 边的交线为直线的直线型V形槽。
5. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：相邻V形槽之间均留有耦联 平台（4)。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述V形槽（3)的 深度h为 0? 16mm<h< 0? 20mm。
7. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台（4)的最大内 接圆的直径大于〇. 1mm，且所述耦联平台（4)沿导电基带（1)长度方向的最大长度小于20 mm〇
8. 如权利要求7所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台（4)的最大内 接圆的直径不小于〇. 15_，且所述耦联平台（4)沿导电基带（1)长度方向的最大长度小于 5mm〇
9. 如权利要求4所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述直线型V形槽（3)与导电 基带（1)的长度方向的倾斜角度为15° -75°。
10. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台（4)的表面积 占其所在导电基带（1)宽表面的面积比例m为5%彡m彡95%。
11. 如权利要求10所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台（4)的表面积 占其所在导电基带（1)宽表面的面积比例m为10%彡m彡35%。
12. 如权利要求4所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述直线型V形槽（3)在同 一宽面平行分布。
13. 如权利要求4所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述直线型V形槽（3)在同 一宽面交叉分布。
14. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台（4)的形状为 平行四边形或梯形。
15. 如权利要求1-4中任一项所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述V形槽（3) 的V形夹角在75° - 138°之间。
16. 如权利要求1-5中任一项所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述耦联平台 (4)不低于所述V形槽（4)的最高点。
17. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述导电基带（1)的表面具 有焊料层（5)。
18. 如权利要求17所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述焊料层（5)与导电基带 (1)之间还制备有过渡层。
19. 如权利要求1所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述导电基带（1)的表面具 有导电反光层。
20. 如权利要求18所述的异构高效光伏焊带，其特征在于：所述导电反光层与导电基 带（1)之间还制备有过渡层。
21. -种如权利要求1-20中任一项所述的异构高效光伏焊带的导电基带的制备生产 线，其特征在于，至少依次包括以下设备：铜线辊压机（20)，V形槽辊压机（30)和耦联平台 定形棍压机（40)。
22. 如权利要求21所述的制备生产线，其特征在于，所述铜线辊压机（20)含有一对光 辊；V形槽辊压机（30)含有一个花纹辊和一个光辊，或者一对花纹辊；耦联平台定形辊压机 (40)含有一对光棍。
【文档编号】H01L31/05GK204179090SQ201420570662
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】不公告发明人 申请人:凡登（江苏）新型材料有限公司