[發明專利]一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810179748.0
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108544123A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 張敏;慕二龍;許桓瑞;李靜;王曉偉;史杰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40;C22C1/03;C22C13/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發明公開了一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金，其中合金各組元按質量百分比由以下組分組成：Sn 58％?63％，Pb 33％?40％，In 1％?3％，Ga0.1％?1％，以上組分質量百分比之和為100％。該合金具有較低熔點，其制備方法為：步驟1，分別稱取純度均為99.99％的錫顆粒、鉛顆粒、銦顆粒及鎵顆粒，使合金中各組元按質量百分比滿足以下條件：Sn 58％?63％，Pb33％?40％，In 1％?3％，Ga 0.1％?1％；步驟2，將步驟1稱取的各原料分別進行超聲波清洗；步驟3，將步驟2經超聲波清洗后的各原料進行冶煉；步驟4，將步驟3制備得到的錫?鉛?銦?鎵合金澆鑄成合金錠。該方法簡單易操作。

技術領域

本發明屬于有色合金及光伏焊帶技術領域，具體涉及一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金；本發明還涉及該光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金的制備方法。

背景技術

隨著近現代工業的繁榮發展，傳統煤炭、石油、天然氣等化石燃料能源消耗日益加劇，從而使得地殼中化石燃料的儲量急劇下降，世界能源危機愈發突出。新型清潔能源的研究與開發迫在眉睫，諸如太陽能、風能、水能、核能等。與水能、風能、核能等相比，太陽能在轉化為其他能量(主要是電能)時沒有任何排放和噪聲，因此在眾多清潔能源中太陽能是最具潛力的化石燃料替代能源之一。目前太陽能的應用技術相對成熟，并且安全可靠。光伏焊帶又稱鍍錫銅帶，即在無氧銅帶上鍍上一層錫基釬料，是太陽能電池組件中重要的樞紐部分，起著傳輸及匯聚電池片所產生電流的關鍵作用，焊帶質量的好壞將直接影響到光伏組件電流的收集效率，對光伏組件的功率影響很大。光伏焊帶的涂層是為了實現與電池硅片(單晶硅、多晶硅、非晶硅)的連接，因為電池片在釬焊后會經歷瞬間冷卻，所以在冷卻過程中產生較大的收縮變形，而硅材料、銀漿和焊帶的熱膨脹系數不匹配會造成焊帶與電池片之間產生很大的應力，從而會對電池片的強度產生較大的影響。焊接結束后由于這種力的作用會造成電池片的弓形，這種弓形在后續的敷設、層壓及使用過程中很有可能發展成隱裂或者碎片；另外在太陽能電池片的單片焊接和片接的互聯過程中，材料的溫度變化并不均勻，焊接區域局部也會出現較大的溫差，也會導致電池片局部應力集中明顯，最終導致焊接過程中電池片的破碎。

光伏焊帶用釬料合金主要是以Sn-Pb二元系釬料為主，由于其熔點低(183℃)，價格低廉，潤濕性能優異等優點在光伏焊帶的制造領域得到了廣泛的應用，代表性合金有共晶合金Sn63Pb37及近共晶合金Sn60Pb40。除此之外，Sn-Pb二元系有長期的使用歷史，已經積累了詳盡的性能、生產應用、設計、可靠性等方面的數據。為了減少由于釬焊溫度過高而造成的電池片破碎，進一步提高光伏組件的功率，開發新型低熔點光伏焊帶用釬料已亟不可待，具有深遠的現實意義和廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金，具有合金熔點低及良好的釬焊性能。

本發明的另一個目的是提供一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金的制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金，其中合金各組元按質量百分比由以下組分組成：Sn 58％-63％，Pb 33％-40％，In1％-3％，Ga 0.1％-1％，以上組分質量百分比之和為100％。

本發明所采用的另一種技術方案是：一種光伏焊帶用錫鉛銦基釬料合金的制備方法，具體步驟如下：

步驟1，稱取各金屬顆粒原料：分別稱取純度均為99.99％的錫顆粒、鉛顆粒、銦顆粒及鎵顆粒，使合金中各組元按質量百分比滿足以下條件：Sn58％-63％，Pb 33％-40％，In1％-3％，Ga 0.1％-1％，以上組分質量百分比之和為100％；

步驟2，將步驟1稱取的各金屬顆粒原料分別進行超聲波清洗；

步驟3，將步驟2經超聲波清洗后的各金屬顆粒原料進行冶煉，加熱至熔化，得到錫-鉛-銦-鎵合金；