1.0緒論
和其他的半導(dǎo)體器件一樣,晶體硅
太陽電池電極性能退化是造成組件性能退化或失效的根本原因之一,目前制造商對組件性能所做的承諾是:十年之內(nèi)實際輸出功率降低不大于最初功率的10%,20年之內(nèi)不大于20%。
在進行IEC認證時,出現(xiàn)問題最多的是功率衰減過多或絕緣性能達不到要求,除了材料因素造成功率衰減(硅基體內(nèi)硼-氧復(fù)合)外,組件性能退化還與助焊劑的選用有直接關(guān)系,長期的實踐證明:助焊機的助焊效果及可靠性是造成組件性能退化的一個重要原因。
2.0晶體硅對免清洗助焊劑的要求
太陽電池片的焊接不能簡單選用電子工業(yè)中使用的助焊劑,因為電子工業(yè)中要焊接的元器件已封裝,助焊劑僅對焊接點有影響,而太陽電池是未封裝的半導(dǎo)體器件,不良助焊劑的使用會直接影響組件質(zhì)量及封裝的可靠性。
作為免清洗助焊劑必須具備以下幾個條件:(1)焊后殘留物最少;(2)焊后殘留物在一定溫度、濕度下保持惰性且無腐蝕;(3)焊后殘留物應(yīng)有高的絕緣電阻值。所謂焊后殘留物,即助焊劑中的焊后不揮發(fā)成分和殘留的活性成分以及焊后反應(yīng)生成的金屬氧化物等。從物理學(xué)的角度看,這種反應(yīng)生成物和殘留物質(zhì)有可能是各向同性電介質(zhì)。對于此種電介質(zhì)的分子可分為兩類;一類為無極分子,另一類為有極分子。對于無極分于構(gòu)成的電介質(zhì),外電場越強,產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩越大,表面極化電荷就越多,電介質(zhì)的極化就越強。
對于有極分子構(gòu)成的電介質(zhì)來說,產(chǎn)生極化的過程與上述有所不同。雖然每一個分子都有一定的固有偶極矩,但在沒有外電場的情況下,由于分子都作雜亂無章的熱運動,所以對外不呈現(xiàn)電性。但是,在外電場的作用下,每一個分子都受到一電場力矩的作用,在此力矩的作用下,分子偶極短將轉(zhuǎn)向外電場的方向。對于整個電介質(zhì)來說,在垂直于電場方向的兩表面上,也還是有極化電荷的產(chǎn)生。
綜上所述,雖然不同的電介質(zhì)極化的微觀機理不盡相同,但是在宏觀上都表現(xiàn)為在電介質(zhì)表面上出現(xiàn)面極化電荷或在電介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)體極化電荷,即產(chǎn)生極化現(xiàn)象。這種極化現(xiàn)象是免清洗助焊劑焊后殘留物產(chǎn)生絕緣劣化和腐蝕發(fā)生的根本原因。此外,高溫高濕也會加劇極化現(xiàn)象。
免清洗助焊劑成分及其功能一覽表
3.0助焊劑使用的幾個問題
問題1.助焊劑剛倒入使用,焊接可焊性、表面光滑度為什么會很差?
助焊劑成分當中有一定含量的固體物質(zhì),這些物質(zhì)是助焊過程中的活性物質(zhì),能夠有效的消除金屬表面氧化膜,提高焊料的浸潤性。當放置一段時間后,固體物質(zhì)會發(fā)生沉淀,導(dǎo)致助焊劑上下液面固體含量不同。剛倒入使用時,所倒液體內(nèi)固含量較低,所以焊接可焊性、表面光滑度會很差,但是隨著助焊劑溶劑的揮發(fā),固含量相對提高,焊接效果會慢慢好起來。
建議在使用助焊劑前,攪動容器,使助焊劑混合均勻再使用,以免影響使用效果。
問題2.如何選擇助焊劑?
在
太陽能電池組件實際焊接中,人們對助焊劑的認識僅僅停留在助焊效果上,即助焊效果好,就是好的助焊劑;助焊效果不好,則認為該助焊劑不好,很少考慮助焊劑的安全性和對組件性能及可靠性的影響。其實助焊劑的助焊效果和它的腐蝕性能正比的的,即助焊效果越好,它的腐蝕性越強。
選擇助焊劑一般要求其為:無色或淡黃色透明液體,固含量低(<2%),擴展率高(>80%),不含鹵化物,表面絕緣阻抗高(1013Ω以上)助焊效果良好,有足夠的熱穩(wěn)定性,旨在預(yù)熱過程中保持活性和在焊接時有足夠的活性來降低電池片的主柵線或背電極。
問題3.怎樣檢驗其各項性能?
助焊劑需要檢驗的各項性能包括物理穩(wěn)定性、密度、不揮發(fā)物含量、PH值、鹵化物鑒定、擴展率、相對浸潤力、干燥度、銅鏡腐蝕試驗、表面絕緣電阻、電遷移、離子污染等,具體步驟可參看《中華人民共和國電子行業(yè)標準SJ/T11273-2002》。
問題4.助焊劑存放條件不合適是否會導(dǎo)致虛焊?焊帶在助焊劑中的最佳浸泡時間是多少?
助焊劑存儲條件不合適,溫度過高或過低都會使助焊劑內(nèi)部發(fā)生未知化學(xué)反應(yīng),外觀表現(xiàn)出分層現(xiàn)象,會使助焊劑的助焊作用大打折扣,在焊接過程中非常容易導(dǎo)致虛焊現(xiàn)象;另外,陽光的直射也會影響助焊劑的性能。
焊帶在助焊劑中的最佳浸泡時間隨著廠家不同而不同,但是一般都在5~十分鐘左右,結(jié)合廠家推薦時間和實際使用經(jīng)驗,可以確定最佳浸泡時間。助焊劑使用3小時左右就要更換掉,但是如果焊接效果差別不大,也可根據(jù)實際情況延長使用時間。(作者微信公眾賬號:光伏經(jīng)驗網(wǎng))