[發(fā)明專利]鋁合金板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110047047.X
• 申請日: 2011-02-24
• 公開（公告）號: CN102168215A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 澤田宏和;上杉彰男;本居徹也;日比野淳
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社;住友輕金屬工業(yè)株式會社
• 主分類號: C22C21/12
• 分類號: C22C21/12;H01L31/048;H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金板及其制造方法，所述鋁合金板優(yōu)選用作薄膜類太陽能電池基板或印刷線路板，高溫強度及耐電壓特性優(yōu)異。

背景技術(shù)

太陽能電池大致分為(1)單晶Si太陽能電池、(2)多晶Si太陽能電池、(3)薄膜類太陽能電池3種。相對以Si晶片為基板的單晶Si太陽能電池及多晶Si太陽能電池，薄膜類太陽能電池使用玻璃基板、金屬基板、樹脂基板之類的多種基板，在這些基板上形成薄膜的光吸收層。

作為所述光吸收層，使用非晶Si或納米結(jié)晶Si的Si系薄膜、CdS/CdTe、CIS(Cu-In-Se)、CIGS(Cu-In-Ga-Se)等化合物系薄膜。另外，通過使用具有撓性的基板，可以以一邊將基板卷繞成輥、一邊形成絕緣層或薄膜的輥對輥方式連續(xù)地生產(chǎn)撓性的太陽能電池單元。

作為薄膜類太陽能電池用基板，主要使用玻璃基板。但是，存在如下缺點：玻璃基板容易破裂，在使用時需要充分注意，同時撓性不足。最近，作為住宅等建筑物用的電力供給源，太陽能電池備受矚目，在確保充分的供給電力的基礎(chǔ)上，期望太陽能電池的大型化、大面積化、輕量化。因此，作為難以破裂且為撓性、可以實現(xiàn)輕量化的基板材料，提出了在樹脂板或鋁合金板、Fe板等板上包覆有鋁的基板等。

為了形成上述化合物系薄膜作為光吸收層，在基板上配置化合物、根據(jù)化合物的種類在350℃～650℃下進行燒結(jié)。為了在連續(xù)產(chǎn)生中形成CIGS層，優(yōu)選以350℃～600℃、4～20m/分鐘的線速度進行燒結(jié)，優(yōu)選經(jīng)得起該溫度的基板材料。

但是，鋁基板由于高溫強度不足且難以保持形狀，因此，需要降低燒結(jié)溫度。

作為高溫強度高的鋁合金，已知有添加了Fe或Mn的合金。專利文獻1提出了以在高溫強度優(yōu)異的薄膜類太陽能電池基板用途中含有Si：0.25～0.35質(zhì)量％、Fe：0.05～0.3質(zhì)量％、Cu：0.3～0.5質(zhì)量％、Mn：1.2～1.8質(zhì)量％、Sc：0.05～0.4質(zhì)量％、Zr：0.05～0.2質(zhì)量％、余量由Al及雜質(zhì)構(gòu)成為特征，而且V：0.05～0.2質(zhì)量％、Sc濃度為0.07～0.15質(zhì)量％、Zr濃度為0.07～0.1質(zhì)量％、V濃度為0.07～0.1質(zhì)量％的鋁合金。在專利文獻1中記載有絕緣層的材料為含有堿金屬的絕緣材料，但鋁的陽極氧化覆膜沒有記載。

對各元素的添加意義及濃度的限度理由如下所述進行敘述。(專利文獻1的26段落～32段落)

“Si是為了在鑄造時使鑄造性提高而添加的元素，將其濃度設(shè)定為0.2～0.45質(zhì)量％。當其低于0.2質(zhì)量％時，上述效果不足。另一方面，即使超過0.45質(zhì)量％，也不使材料特性降低，但是成本高，在經(jīng)濟性方面是不利的。特別優(yōu)選的Si濃度為0.25～0.35質(zhì)量％。

Fe為將結(jié)晶粒進行微細化并有助于提高高溫區(qū)域中的強度及耐軟化性的元素，將其濃度設(shè)定為0.05～0.3質(zhì)量％。當其低于0.05質(zhì)量％時，上述效果不足，當其超過0.3質(zhì)量％時，形成Al-Mn-Fe系的粗大晶出物，因此，仍然缺乏強度提高效果。特別優(yōu)選的Fe濃度為0.1～0.2質(zhì)量％。

Cu是利用固熔強化作用并有助于提高高溫區(qū)域中的強度及耐軟化性的元素，將其濃度設(shè)定為0.3～0.5質(zhì)量％。當其低于0.3質(zhì)量％時，上述效果不足，當其超過0.5質(zhì)量％時，耐腐蝕性降低，因此不優(yōu)選。特別優(yōu)選的Cu濃度為0.4～0.5質(zhì)量％。

Mn為通過與鋁以及鋁中所含的Si、Fe形成微細的金屬間化合物而提高重結(jié)晶溫度、進而有助于提高高溫區(qū)域中的強度及耐軟化性的元素，將其濃度設(shè)定為1.2～1.8質(zhì)量％。當其低于1.2質(zhì)量％時，上述效果不足，當其超過1.8質(zhì)量％時，耐腐蝕性有可能降低。特別優(yōu)選的Mn濃度為1.4～1.6質(zhì)量％。

Sc具有單獨利用重結(jié)晶抑制效果使高溫區(qū)域中的強度及耐軟化性提高的效果。而且，通過形成具有固熔Sc及L12結(jié)構(gòu)的Al₃Sc，具有這些成為強化相且使高溫區(qū)域中的強度及耐軟化性提高的效果。Sc濃度低于0.05質(zhì)量％時，上述效果不足，當其超過0.4質(zhì)量％時，加工性有可能降低，因此，設(shè)定為0.05～0.4質(zhì)量％。特別優(yōu)選的Sc濃度為0.07～0.15質(zhì)量％。