一种光伏焊带用镀锡铝合金导体材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供了一种光伏焊带用镀锡铝合金，所述镀锡铝合金，按质量百分比计，包括，1％～40％的Sn、0.1％～25％的Ni，余量为Al和杂质；所述镀锡铝合金表面设置有镀锡层；所述镀锡层的厚度为1～100μm。本发明专利技术通过对铝合金导体材料表面进行镀锡处理，极大的提高了现有铝合金导体材料的硬度、耐磨性、韧性，有效的优化了铝合金作为光伏焊带材料的各项性能指标，特别是抗氧化性，增加铝合金材料的使用寿命，至少满足光伏25年的使用寿命，最关键的是解决了铝可焊性问题，实现铝合金材料与光伏组件电池片之间的连接。该镀锡铝合金导体材料，可制作成汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。发挥导电聚电的重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏焊带用镀锡铝合金导体材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于铝合金光伏焊带
，涉及一种光伏焊带用镀锡铝合金及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]双碳目标是我国在21世纪长期温室气体低排放发展战略，表现为二氧化碳排放水平由快到慢不断攀升、在年增长率为零的拐点处波动后持续下降，直到人为排放源和吸收汇相抵。我国力争于2030年前实现二氧化碳排放达峰，单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65％以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25％左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上，2060年前实现碳中和。
[0003]光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，分汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。焊带是光伏组件焊接过程中的重要原料，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。焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固，避免虚焊接现象的发生。在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特征来确定焊带的厚度，焊带的厚度要和电池的主删线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。
[0004]近些年，国内光伏发电得到快速发展，我国2022年光伏装机总量87.41GW，2022年光伏焊带用量160亿，到2025年，光伏焊带用量将超过200亿。光伏焊带采用的是镀锡铜带或涂锡铜带，由于国内铜资源匮乏，而铜主要依靠进口，铜价一直居高不下，光伏焊带用铜量非常大，导致光伏组件的造价成本非常高，一直没有好的解决方案。铝的导电性能非常好，是一种非常好的替代方案，但铝不具有可焊性，由于铝的化学特性，决定了在铝带上涂覆锡或电镀锡不易实现，技术门槛非常高，所以，在光伏焊带领域一直没有相关的研究或报道。
[0005]因此，如何找到一种更为适宜的方式，解决上述应用场合现有铝合金材料存在的问题，进一步推动铝合金导体材料在光伏焊带领域向纵深方向发展，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种光伏焊带用镀锡铝合金及其制备方法、应用。本专利技术通过对铝合金导体材料表面进行镀锡处理，极大的提高了现有铝合金导体材料的硬度、耐磨性、韧性，特别是抗氧化性，增加铝合金材料的使用寿命，至少满足光伏25年的使用寿命，最关键的是解决了铝可焊性问题，实现铝合金材料与光伏组件电池片之间的连接；而且工艺简单，可控性强，现场可执行性高，适于工业化规模生产的推广和应用。
[0007]本专利技术提供了一种光伏焊带用镀锡铝合金，所述镀锡铝合金，按质量百分比计，包括：
[0008]Sn：1％～40％；
[0009]Ni：0.1％～25％；
[0010]余量为Al和杂质；
[0011]所述镀锡铝合金表面设置有镀锡层；
[0012]所述镀锡层的厚度为1～100μm。
[0013]优选的，所述镀锡铝合金还包含0.1wt％～20wt％的Pb；
[0014]所述镀锡铝合金包括铝合金基体、复合在基体上镀镍层以及复合在镀镍层上的镀锡层；
[0015]所述铝合金基体包括铝合金线和/或铝合金带。
[0016]优选的，所述铝合金基体的厚度为0.1～8mm；
[0017]所述镀锡铝合金还包含1wt％～40wt％的Zn、C、O、N中的一种或多种；
[0018]所述镀锡铝合金中，镀锡层的质量含量为1％～50％；
[0019]所述镀锡铝合金中，镀镍层的厚度为100nm～10μm。
[0020]本专利技术提供了一种如上述技术方案任意一项所述的光伏焊带用镀锡铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0021]1)将铝合金卷经过前处理后，再进行浸锌和镀镍后，得到复合有镀镍层的铝合金卷；
[0022]2)将上述步骤得到的复合有镀镍层的铝合金卷经过镀锡后，再经过后处理，得到镀锡铝合金卷。
[0023]优选的，所述铝合金卷的制备过程包括以下步骤：
[0024]将铝合金原料通过熔炼、铸造和轧制工序后，得到铝合金卷；
[0025]所述前处理步骤包括表面化学除油、热水洗、冷水洗、强碱浸蚀、水冲洗和出光中的一种或多种；
[0026]所述镀锡铝合金卷经过分割后，得到镀锡铝合金光伏焊带。
[0027]优选的，所述浸锌的处理液包括：
[0028][0029]所述浸锌的时间为5～10min。
[0030]优选的，所述镀镍的方式包括电镀亮镍；
[0031]所述电镀亮镍的处理液包括：
[0032][0033]所述电镀亮镍的pH值为3.5～4.0；
[0034]所述电镀亮镍的D
k
为6～8A/dm2；
[0035]所述电镀亮镍的温度为40～45℃；
[0036]所述电镀亮镍的时间为10～15min。
[0037]优选的，所述镀镍的方式包括电镀暗镍；
[0038]所述电镀暗镍的处理液包括：
[0039]NiSO4·
6H2O300～350g/L；
[0040]NaCl40～45g/L；
[0041]Na2SO485～95g/L；
[0042]所述电镀暗镍的D
k
为8～10A/dm2；
[0043]所述电镀暗镍的温度为35～40℃；
[0044]所述电镀暗镍的时间为10～15min。
[0045]优选的，所述镀锡的方式包括电镀锡；
[0046]所述电镀锡的处理液包括：
[0047][0048]所述电镀锡的D
k
为6～10A/dm2；
[0049]所述电镀锡的温度为20～30℃；
[0050]所述电镀锡的时间为6～15min。
[0051]本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述的镀锡铝合金或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的镀锡铝合金在光伏焊带领域的应用。
[0052]本专利技术提供了一种光伏焊带用镀锡铝合金，所述镀锡铝合金，按质量百分比计，包括，1％～40％的Sn、0.1％～25％的Ni，余量为Al和杂质；所述镀锡铝合金表面设置有镀锡层；所述镀锡层的厚度为1～100μm。与现有技术相比，本专利技术提供的光伏焊带用镀锡铝合金线材，具有更好的硬度、耐磨性、韧性，以及抗氧化性能，该光伏焊带用镀锡铝合金解决了铝合金材料的可焊性问题，可以与光伏组件电池片之间直接焊接，实现了光伏焊带以铝代铜的关键技术难题，大大降低了光伏组件造价成本。该镀锡铝合金导体材料，可制作成汇流带
和互连条，应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。
[0053]本专利技术通过对铝合金导体材料表面进行镀锡处理，极大的提高了现有铝合金导体材料的硬度、耐磨性、韧性，有效的优化了铝合金作为光伏焊带材料的各项性能指标，特别是抗氧化性，增加铝合金材料的使用寿命，至少满足光伏25年的使用寿命，最关键的是解决了铝可焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏焊带用镀锡铝合金，其特征在于，所述镀锡铝合金，按质量百分比计，包括：Sn：1％～40％；Ni：0.1％～25％；余量为Al和杂质；所述镀锡铝合金表面设置有镀锡层；所述镀锡层的厚度为1～100μm。2.根据权利要求1所述的镀锡铝合金，其特征在于，所述镀锡铝合金还包含0.1wt％～20wt％的Pb；所述镀锡铝合金包括铝合金基体、复合在基体上镀镍层以及复合在镀镍层上的镀锡层；所述铝合金基体包括铝合金线和/或铝合金带。3.根据权利要求2所述的镀锡铝合金，其特征在于，所述铝合金基体的厚度为0.1～8mm；所述镀锡铝合金还包含1wt％～40wt％的Zn、C、O、N中的一种或多种；所述镀锡铝合金中，镀锡层的质量含量为1％～50％；所述镀锡铝合金中，镀镍层的厚度为100nm～10μm。4.一种如权利要求1～3任意一项所述的光伏焊带用镀锡铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝合金卷经过前处理后，再进行浸锌和镀镍后，得到复合有镀镍层的铝合金卷；2)将上述步骤得到的复合有镀镍层的铝合金卷经过镀锡后，再经过后处理，得到镀锡铝合金卷。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金卷的制备过程包括以下步骤：将铝合金原料通过熔炼、铸造和轧制工序后，得到铝合金卷；所述前处理步骤包括表面化学除油、热水洗、冷水洗、强碱浸蚀、水冲洗和出光中的一种或多种；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：余乐华，张欢欣，
申请(专利权)人：嘉铝上海科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：