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CN119457562A - 一种低温合金焊料、低温合金焊带和焊接方法 - Google Patents

一种低温合金焊料、低温合金焊带和焊接方法 Download PDF

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CN119457562A
CN119457562A CN202411729379.XA CN202411729379A CN119457562A CN 119457562 A CN119457562 A CN 119457562A CN 202411729379 A CN202411729379 A CN 202411729379A CN 119457562 A CN119457562 A CN 119457562A
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CN202411729379.XA
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虞祥瑞
肖平
赵东明
田鸿翔
王玮
汪海军
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Huaneng Jiayuguan New Energy Co ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
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Huaneng Jiayuguan New Energy Co ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种低温合金焊料、低温合金焊带和焊接方法。本发明提供的一种低温合金焊料，包括：锡30～40％、铋30～50％、银1～2％、铜0.1～0.5％、镍5～10％、锌4～9％，以质量百分含量计。本发明提供的一种低温合金焊料，能在低温下实现可靠焊接，且能够有效降低焊接成本。

Description

一种低温合金焊料、低温合金焊带和焊接方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种低温合金焊料、低温合金焊带和焊接方法。
背景技术
为提高光电转换效率和降低制造成本，硅片减薄已经成为目前太阳能电池技术发展的趋势之一，TOPcon、HJT、IBC等新兴太阳能技术中硅片厚度均已降低至200μm以下。但是，硅片减薄极大地提高了太阳能电池制造过程中硅片在热应力作用下发生裂片的风险，低温制造工艺成为了减薄硅片电池制造的必要条件之一。电池片串焊是太阳能电池生产过程中电池片发生热损伤几率较高的环节之一，降低焊接温度成为了改善电池裂片问题的有效手段。电池片焊接温度是由光伏焊带所用焊料的熔点直接决定的，目前光伏焊带普遍使用的Sn60Pb40、Sn63Pb37焊料熔点约为183℃～185℃，相应的焊接温度需要达到230℃左右才能实现可靠焊接，但目前的减薄电池片在该温度下焊接时发生裂片的风险极高。
因此，为了进一步降低电池片焊接温度，适应太阳能电池片减薄的趋势，开发具有更低焊接温度的光伏焊带十分必要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种低温合金焊料，能在低温下实现可靠焊接，且能够有效降低焊接成本。
本发明实施例的低温合金焊料，包括：锡30～40％、铋30～50％、银1～2％、铜0.1～0.5％、镍5～10％、锌4～9％，以质量百分含量计。
本发明实施例的温合金焊料带来的优点和技术效果，能在低温下实现可靠焊接，且能够有效降低焊接成本。
在一些实施例中，所述低温合金焊料包括：锡34～39％、铋35～48％、银1.5～2％、铜0.1～0.3％、镍6～9％、锌5～8％，以质量百分含量计。
在一些实施例中，所述低温合金焊料包括：锡37～38％、铋40～45％、银1.5～1.8％、铜0.2～0.3％、镍7～9％、锌5～7％，以质量百分含量计。
在一些实施例中，所述低温合金焊料包括：锡37％、铋45％、银1.7％、铜0.3％、镍9％、锌7％，以质量百分含量计。
在一些实施例中，所述低温合金焊料的熔点为T1，所述T1≤200℃。
本发明实施例还提供了一种低温合金焊带，包括上述的低温合金焊料。
在一些实施例中，所述低温合金焊带包括导电基带和涂敷于导电基带表面的焊料层，所述焊料层的组成为低温合金焊料。
在一些实施例中，所述导电基带的材质为铜、铜铝合金、铜银合金或铜银铝合金。
在一些实施例中，所述低温合金焊带的厚度为0.2mm～0.8mm。
本发明实施例还提供了一种低温合金焊带的焊接方法，通过低温超声焊接将低温合金焊带与光伏电池的ITO薄膜焊接在一起。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例的低温合金焊料，包括：锡30～40％、铋30～50％、银1～2％、铜0.1～0.5％、镍5～10％、锌4～9％，以质量百分含量计。
本发明实施例的温合金焊料，能在低温下实现可靠焊接，且能够有效降低焊接成本。
在一些实施例中，优选地，所述低温合金焊料包括：锡34～39％、铋35～48％、银1.5～2％、铜0.1～0.3％、镍6～9％、锌5～8％，以质量百分含量计。进一步优选地，所述低温合金焊料包括：锡37～38％、铋40～45％、银1.5～1.8％、铜0.2～0.3％、镍7～9％、锌5～7％，以质量百分含量计。再优选地，所述低温合金焊料包括：锡37％、铋45％、银1.7％、铜0.3％、镍9％、锌7％，以质量百分含量计。
在一些实施例中，优选地，所述低温合金焊料的熔点为T1，所述T1≤200℃。
本发明实施例还提供了一种低温合金焊带，包括上述的低温合金焊料。
在一些实施例中，优选地，所述低温合金焊带包括导电基带和涂敷于导电基带表面的焊料层，所述焊料层的组成为低温合金焊料。进一步优选地，所述导电基带的材质为铜、铜铝合金、铜银合金或铜银铝合金。
在一些实施例中，优选地，所述低温合金焊带的厚度为0.2mm～0.8mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm等。
本发明实施例还提供了一种低温合金焊带的焊接方法，通过低温超声焊接将低温合金焊带与光伏电池的ITO薄膜焊接在一起。
下面结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
(1)称取纯度都为99.99％的原料：35wt％的锡粉，1.8wt％的银粉，49wt％的铋粉，0.2wt％的铜粉，6wt％的镍粉，8wt％的锌粉；将称取的原料置入真空熔炼炉中进行真空加热熔炼，并通入氮气或氩气气氛保护；真空熔炼炉的真空度为6×10-4Pa，温度为1800℃，熔炼的时间为2h；制得低温合金焊料；
(2)将制得的低温合金加热至熔融状态，然后在基带表面形成致密的焊料层，得到厚度为0.3mm的低温合金焊带；其中，导电基带的材质为铜铝合金；
(3)通过低温超声焊接将制得的低温合金焊带与HJT电池的ITO薄膜焊接在一起；超声焊接的功率为10KHz，超声焊接时间为300s，超声焊接温度为150℃。
实施例1制得的光伏焊带，其可以与HJT电池的ITO薄膜进行低温焊接，焊接温度可以低至150℃，且焊接强度达到1.1Mpa。
实施例2
(1)称取纯度都为99.99％的原料：31wt％的锡粉，1.7wt％的银粉，50wt％的铋粉，0.3wt％的铜粉，9wt％的镍粉，8wt％的锌粉；将称取的原料置入真空熔炼炉中进行真空加热熔炼，并通入氮气或氩气气氛保护；真空熔炼炉的真空度为6×10-4Pa，温度为1800℃，熔炼的时间为2h；制得低温合金焊料；
(2)将制得的低温合金加热至熔融状态，然后在基带表面形成致密的焊料层，得到厚度为0.4mm的低温合金焊带；其中，导电基带的材质为铜铝合金；
(3)通过低温超声焊接将制得的低温合金焊带与HJT电池的ITO薄膜焊接在一起；超声焊接的功率为10KHz，超声焊接时间为300s，超声焊接温度为150℃。
实施例2制得的光伏焊带，其可以与HJT电池的ITO薄膜进行低温焊接，焊接温度可以低至150℃，且焊接强度达到1.0Mpa。
实施例3
(1)称取纯度都为99.99％的原料：37wt％的锡粉，1.7wt％的银粉，45wt％的铋粉，0.3wt％的铜粉，9wt％的镍粉，7wt％的锌粉；将称取的原料置入真空熔炼炉中进行真空加热熔炼，并通入氮气或氩气气氛保护；真空熔炼炉的真空度为6×10-4Pa，温度为1800℃，熔炼的时间为2h；制得低温合金焊料；
(2)将制得的低温合金加热至熔融状态，然后在基带表面形成致密的焊料层，得到厚度为0.6mm的低温合金焊带；其中，导电基带的材质为铜铝合金；
(3)通过低温超声焊接将制得的低温合金焊带与HJT电池的ITO薄膜焊接在一起；超声焊接的功率为10KHz，超声焊接时间为300s，超声焊接温度为150℃。
实施例3制得的光伏焊带，其可以与HJT电池的ITO薄膜进行低温焊接，焊接温度可以低至150℃，且焊接强度达到1.3Mpa。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低温合金焊料，其特征在于，包括：锡30～40％、铋30～50％、银1～2％、铜0.1～0.5％、镍5～10％、锌4～9％，以质量百分含量计。
2.根据权利要求1所述的低温合金焊料，其特征在于，包括：锡34～39％、铋35～48％、银1.5～2％、铜0.1～0.3％、镍6～9％、锌5～8％，以质量百分含量计。
3.根据权利要求1所述的低温合金焊料，其特征在于，包括：锡37～38％、铋40～45％、银1.5～1.8％、铜0.2～0.3％、镍7～9％、锌5～7％，以质量百分含量计。
4.根据权利要求1所述的低温合金焊料，其特征在于，包括：锡37％、铋45％、银1.7％、铜0.3％、镍9％、锌7％，以质量百分含量计。
5.根据权利要求1～4任一项所述的低温合金焊料，其特征在于，所述低温合金焊料的熔点为T1，所述T1≤200℃。
6.一种低温合金焊带，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的低温合金焊料。
7.根据权利要求6所述的低温合金焊带，其特征在于，包括导电基带和涂敷于导电基带表面的焊料层，所述焊料层的组成为低温合金焊料。
8.根据权利要求7所述的低温合金焊带，其特征在于，所述导电基带的材质为铜、铜铝合金、铜银合金或铜银铝合金。
9.根据权利要求6～8任一项所述的低温合金焊带，其特征在于，所述低温合金焊带的厚度为0.2mm～0.8mm。
10.根据权利要求6～9任一项所述的低温合金焊带的焊接方法，其特征在于，通过低温超声焊接将低温合金焊带与光伏电池的ITO薄膜焊接在一起。
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