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技術(shù)文章(zhang)
質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于有(you)機(jī)硅導(dǎo)電(dian)膠黏接強(qiáng)度(du)測(cè)試
半導(dǎo)體界(jie)面能(neng)夠產(chǎn)生(sheng)光伏效應(yīng),這就(jiu)是光伏發(fā)電的(de)基本原理。單(dan)塊電池片(pian)的發(fā)電(dian)量很小,因此需(xu)要將許(xu)多單塊的(de)電池片并聯(lián)或(huo)者串聯(lián)形成組(zu)件才能實(shí)(shi)現(xiàn)光伏發(fā)電(dian)的工業(yè)(ye)價(jià)值。傳(chuan)統(tǒng)的方式是(shi)使用錫鉛(qian)焊帶對(duì)光(guang)伏組(zu)件進(jìn)行封裝處(chu)理,但是這種(zhong)方式存(cun)在很(hen)大的局限性(xing):①由于焊(han)帶材質(zhì)與電(dian)池片材質(zhì)差異(yi)較大,因此在陽(yáng)(yang)光照射下(xia)熱脹(zhang)冷縮的(de)程度不同(tong),極其容易在連(lian)接處(chu)產(chǎn)生(sheng)應(yīng)力(li)。由于應(yīng)力的存(cun)在,電池片厚度(du)不能太薄,否則(ze)極易崩裂電池(chi)片。②焊帶不會(huì)(hui)產(chǎn)生光伏效應(yīng)(ying),因此焊(han)帶的存在會(huì)(hui)對(duì)電池片造成(cheng)遮擋(dang),從而(er)降低發(fā)電(dian)效率。③焊帶(dai)是金(jin)屬材料,長(zhǎng)期的(de)戶外使(shi)用極易造(zao)成焊帶的(de)腐蝕(shi),從而(er)降低組件(jian)的使用(yong)壽命。④焊(han)帶主要是錫鉛(qian)合金,在焊(han)接過(guò)程(cheng)中由于高溫(wen)會(huì)形成(cheng)錫鉛蒸汽,對(duì)(dui)生產(chǎn)組件(jian)的工人造(zao)成一定的身(shen)體危害。
為了解決(jue)焊帶給組件(jian)帶來(lái)的一系列(lie)問(wèn)題,人們(men)開始研(yan)究無(wú)焊(han)帶的光伏組件(jian)設(shè)計(jì)。后來(lái)使(shi)用導(dǎo)(dao)電膠黏(nian)接疊瓦組件(jian)的方式被(bei)越來(lái)越多的(de)應(yīng)用起來(lái)(lai)。而有機(jī)(ji)硅膠黏(nian)劑因(yin)為其優(yōu)異(yi)的耐老化(hua)性能,低模(mo)量膨脹系(xi)數(shù)小(xiao),綠色無(wú)污染等(deng)一系列優(yōu)點(diǎn)(dian)成為導(dǎo)電膠體(ti)系的shou選(xuan)材料。有機(jī)硅(gui)膠黏劑自身不(bu)導(dǎo)電,因此需(xu)要加入導(dǎo)電(dian)填料(liao)從而(er)賦予其導(dǎo)電性(xing)能。由于膠(jiao)體本身(shen)的電阻大小對(duì)(dui)于光伏組件(jian)的發(fā)電功率(lv)影響較大,因(yin)此普遍需(xu)要使(shi)用金屬粉體作(zuo)為導(dǎo)電填料(liao)才能滿足使用(yong)需求(qiu)。常用的金屬(shu)導(dǎo)電粉主要(yao)有銀粉(fen)、鎳粉、鐵粉以及(ji)銅粉(fen)等,而太(tai)陽(yáng)能組件(jian)使用基本(ben)在室外,因此通(tong)常選擇銀粉作(zuo)為導(dǎo)電(dian)填料。因?yàn)殂y(yin)粉相比于(yu)其他(ta)金屬不容易(yi)被氧化和腐(fu)蝕,且銀(yin)的氧化物導(dǎo)(dao)電性良(liang)好,其他幾種金(jin)屬的氧(yang)化物基本不導(dǎo)(dao)電。但(dan)是銀粉的成本(ben)較高,因此(ci)如果能夠(gou)在滿足(zu)導(dǎo)電性能的(de)基礎(chǔ)(chu)上降(jiang)低銀粉(fen)用量,那么導(dǎo)(dao)電膠的(de)成本就能大(da)幅降低(di)。目前普(pu)遍認(rèn)(ren)為導(dǎo)(dao)電膠的體積(ji)電阻率(lv)需要小于1×10-3Ω.cm 才(cai)能夠滿足光(guang)伏組件的使(shi)用要求。目前(qian)市面上大多數(shù)(shu)導(dǎo)電膠的(de)體積電阻(zu)率為了達(dá)(da)到上述要求,通(tong)常銀含量(liang)在75%-85%。
1、樣品準(zhǔn)備
導(dǎo)電膠主要(yao)是將一塊電池(chi)片的正銀柵(zha)線與另一塊電(dian)池片(pian)的背銀(yin)柵線(xian)黏接(jie)到一起,因此(ci)膠體(ti)的黏接基材(cai)主要(yao)為金屬銀。本(ben)實(shí)驗(yàn)將2mm×2mm 的銀(yin)片黏接到銀(yin)基板(ban)上放入恒(heng)溫干燥箱(xiang)中進(jìn)(jin)行加(jia)熱固(gu)化,條(tiao)件為(wei)180℃,10min。固化(hua)完成后(hou)將其(qi)取出放于室(shi)溫下自(zi)然冷卻(que),冷卻至室溫(wen)后進(jìn)行性(xing)能測(cè)試。
2、黏接(jie)強(qiáng)度測(cè)(ce)定
儀器:Universal TA質(zhì)構(gòu)儀
探頭:P/TG拉伸探頭(tou)
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)固(gu)定下方銀基板(ban),然后(hou)使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對(duì)上(shang)方4mm2 的銀(yin)片施加一個(gè)平(ping)行于黏接面(mian)積的推(tui)力(剪切力)的方(fang)法測(cè)試膠(jiao)對(duì)于銀基材(cai)的黏接力(li)。測(cè)試條(tiao)件設(shè)(she)置如下(xia):
測(cè)試模式(shi):壓縮
測(cè)試前速度(du):1mm/s
測(cè)試速度(du):1mm/s
測(cè)試后速度(du):2mm/s
觸發(fā)力(li):8g
目標(biāo)模式(shi):下壓距(ju)離15mm
結(jié)果:當(dāng)銀片從銀基(ji)板上剝離時(shí),記(ji)錄下剪切力為(wei)N。那么通(tong)過(guò)計(jì)算可以(yi)得到黏接強(qiáng)(qiang)度P=N/S,S 為黏接面(mian)積,即4mm2。