技術(shù)(shu)文章
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質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于有機(jī)硅(gui)導(dǎo)電膠黏(nian)接強(qiáng)(qiang)度測(cè)試
半導(dǎo)體界面能(neng)夠產(chǎn)生光伏(fu)效應(yīng),這就是光(guang)伏發(fā)(fa)電的(de)基本(ben)原理。單塊電(dian)池片的發(fā)(fa)電量很小,因此(ci)需要將許多單(dan)塊的電池片并(bing)聯(lián)或者串聯(lián)形(xing)成組件才能實(shí)(shi)現(xiàn)光伏(fu)發(fā)電的工(gong)業(yè)價(jià)值。傳(chuan)統(tǒng)的方式是(shi)使用錫鉛焊帶(dai)對(duì)光(guang)伏組件進(jìn)(jin)行封(feng)裝處理,但是(shi)這種(zhong)方式存在很(hen)大的局限性(xing):①由于焊帶材質(zhì)(zhi)與電池片材(cai)質(zhì)差異(yi)較大,因此(ci)在陽(yáng)光照射(she)下熱(re)脹冷縮的程度(du)不同,極其(qi)容易(yi)在連接處(chu)產(chǎn)生應(yīng)力(li)。由于應(yīng)力(li)的存在(zai),電池片厚(hou)度不能太(tai)薄,否則極易(yi)崩裂(lie)電池(chi)片。②焊(han)帶不會(huì)產(chǎn)生(sheng)光伏效應(yīng),因(yin)此焊帶的(de)存在會(huì)對(duì)(dui)電池片造成遮(zhe)擋,從而降(jiang)低發(fā)電效率(lv)。③焊帶是金(jin)屬材料,長(zhǎng)期(qi)的戶外使用(yong)極易造成焊(han)帶的腐(fu)蝕,從而降(jiang)低組件的使用(yong)壽命。④焊帶主(zhu)要是錫鉛合金(jin),在焊接(jie)過(guò)程中由于(yu)高溫會(huì)(hui)形成(cheng)錫鉛蒸汽,對(duì)生(sheng)產(chǎn)組件的(de)工人造(zao)成一定的身體(ti)危害。
為了解決(jue)焊帶給組件(jian)帶來(lái)的一系列(lie)問(wèn)題(ti),人們開(kāi)始研究(jiu)無(wú)焊帶的光伏(fu)組件設(shè)計(jì)(ji)。后來(lái)使(shi)用導(dǎo)電(dian)膠黏(nian)接疊瓦組(zu)件的方式被越(yue)來(lái)越多(duo)的應(yīng)用起來(lái)。而(er)有機(jī)硅(gui)膠黏(nian)劑因?yàn)槠?qi)優(yōu)異的耐老化(hua)性能(neng),低模量膨脹系(xi)數(shù)小,綠色(se)無(wú)污染等一系(xi)列優(yōu)點(diǎn)成為導(dǎo)(dao)電膠體(ti)系的shou選材料。有機(jī)硅(gui)膠黏劑(ji)自身不導(dǎo)(dao)電,因(yin)此需要加入導(dǎo)(dao)電填料從而賦(fu)予其導(dǎo)(dao)電性(xing)能。由于膠(jiao)體本身的(de)電阻大小(xiao)對(duì)于光伏(fu)組件的發(fā)(fa)電功率影響較(jiao)大,因此(ci)普遍需要使(shi)用金(jin)屬粉體作為(wei)導(dǎo)電填(tian)料才能滿(man)足使(shi)用需求。常(chang)用的(de)金屬導(dǎo)電粉(fen)主要有(you)銀粉、鎳粉(fen)、鐵粉以(yi)及銅粉等,而太(tai)陽(yáng)能組件(jian)使用基本在室(shi)外,因(yin)此通常選擇(ze)銀粉作(zuo)為導(dǎo)電填料(liao)。因?yàn)殂y(yin)粉相比于其他(ta)金屬不(bu)容易(yi)被氧化和腐(fu)蝕,且銀的氧化(hua)物導(dǎo)(dao)電性良好,其他(ta)幾種金屬的(de)氧化物(wu)基本不(bu)導(dǎo)電。但是銀粉(fen)的成本(ben)較高(gao),因此如(ru)果能夠在滿足導(dǎo)電性(xing)能的基礎(chǔ)上降(jiang)低銀(yin)粉用量,那么導(dǎo)(dao)電膠的成本就(jiu)能大幅降低(di)。目前普遍認(rèn)為(wei)導(dǎo)電膠的體積(ji)電阻(zu)率需要(yao)小于1×10-3Ω.cm 才能(neng)夠滿(man)足光伏組件的(de)使用要求。目(mu)前市面上(shang)大多數(shù)導(dǎo)(dao)電膠的(de)體積電(dian)阻率為了(le)達(dá)到上述(shu)要求(qiu),通常(chang)銀含量在75%-85%。
1、樣品(pin)準(zhǔn)備
導(dǎo)電(dian)膠主要是將一(yi)塊電池(chi)片的正銀柵線(xian)與另一塊電(dian)池片的背銀(yin)柵線黏接到一(yi)起,因此膠(jiao)體的(de)黏接(jie)基材主(zhu)要為金屬銀(yin)。本實(shí)驗(yàn)將(jiang)2mm×2mm 的銀片黏(nian)接到銀(yin)基板上放入(ru)恒溫干燥箱(xiang)中進(jìn)行加熱固(gu)化,條件(jian)為180℃,10min。固化完成后(hou)將其取出(chu)放于(yu)室溫下自(zi)然冷卻(que),冷卻至室溫后(hou)進(jìn)行性能(neng)測(cè)試(shi)。
2、黏接強(qiáng)度測(cè)(ce)定
儀器(qi):Universal TA質(zhì)構(gòu)儀
探頭:P/TG拉伸探頭(tou)
本實(shí)驗(yàn)通(tong)過(guò)固定(ding)下方(fang)銀基(ji)板,然后(hou)使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀對(duì)上方4mm2 的銀片(pian)施加一個(gè)平(ping)行于黏(nian)接面積的(de)推力(剪切力(li))的方(fang)法測(cè)試膠對(duì)于(yu)銀基材的黏接(jie)力。測(cè)試條件設(shè)(she)置如下(xia):
測(cè)試模式:壓(ya)縮
測(cè)試(shi)前速度:1mm/s
測(cè)試速度(du):1mm/s
測(cè)試(shi)后速(su)度:2mm/s
觸發(fā)力:8g
目標(biāo)模式:下壓(ya)距離(li)15mm
結(jié)果:當(dāng)銀(yin)片從銀基(ji)板上剝離時(shí)(shi),記錄(lu)下剪切力(li)為N。那么通過(guò)(guo)計(jì)算可以得(de)到黏接強(qiáng)(qiang)度P=N/S,S 為黏接(jie)面積,即4mm2。