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質(zhì)構儀用于(yu)有機硅導電膠(jiao)黏接強(qiang)度測試(shi)
半導體界面(mian)能夠產(chǎn)生光伏(fu)效應,這就是(shi)光伏(fu)發(fā)電的基本原(yuan)理。單塊(kuai)電池片(pian)的發(fā)電(dian)量很小,因此需(xu)要將許(xu)多單塊的電(dian)池片并聯(lián)或者(zhe)串聯(lián)(lian)形成組件(jian)才能實現(xiàn)光伏(fu)發(fā)電的(de)工業(yè)價值。傳統(tǒng)(tong)的方(fang)式是使用(yong)錫鉛焊(han)帶對光伏組件(jian)進行封裝處(chu)理,但是(shi)這種(zhong)方式存在(zai)很大的局限性(xing):①由于焊(han)帶材質(zhì)與(yu)電池(chi)片材質(zhì)差異較(jiao)大,因此在陽(yang)光照射下熱(re)脹冷縮的(de)程度不(bu)同,極其容(rong)易在連接處產(chǎn)(chan)生應力。由(you)于應(ying)力的存(cun)在,電池片(pian)厚度不能(neng)太薄,否則(ze)極易(yi)崩裂電池片(pian)。②焊帶不會產(chǎn)生(sheng)光伏效應,因此(ci)焊帶的存在會(hui)對電池片造(zao)成遮擋(dang),從而(er)降低(di)發(fā)電效率(lv)。③焊帶是(shi)金屬材(cai)料,長期的戶(hu)外使用極易造(zao)成焊帶(dai)的腐蝕,從而(er)降低(di)組件(jian)的使(shi)用壽命。④焊(han)帶主要是錫鉛(qian)合金(jin),在焊接(jie)過程(cheng)中由于高溫(wen)會形成錫鉛(qian)蒸汽,對生(sheng)產(chǎn)組件的工(gong)人造成一定的(de)身體(ti)危害。
為了解決(jue)焊帶給組(zu)件帶來(lai)的一(yi)系列問題(ti),人們開始(shi)研究(jiu)無焊帶的光(guang)伏組件(jian)設計(ji)。后來使用導(dao)電膠黏接(jie)疊瓦組(zu)件的方式被(bei)越來越多的(de)應用起(qi)來。而有(you)機硅膠黏(nian)劑因為(wei)其優(yōu)異的耐老(lao)化性(xing)能,低模(mo)量膨脹系數(shù)小(xiao),綠色無污(wu)染等一系列優(yōu)(you)點成為導電(dian)膠體(ti)系的shou選材料。有機硅膠黏(nian)劑自身(shen)不導電,因(yin)此需要加(jia)入導電(dian)填料從而賦(fu)予其導電性能(neng)。由于膠(jiao)體本身的電(dian)阻大(da)小對于光伏(fu)組件(jian)的發(fā)電(dian)功率影響較大(da),因此普(pu)遍需要使用(yong)金屬粉體(ti)作為(wei)導電填料才(cai)能滿足使(shi)用需求。常用(yong)的金屬導(dao)電粉主(zhu)要有銀粉、鎳粉(fen)、鐵粉(fen)以及銅粉(fen)等,而(er)太陽能組(zu)件使用基(ji)本在室(shi)外,因此通常(chang)選擇銀(yin)粉作(zuo)為導電填(tian)料。因為銀粉(fen)相比于其他(ta)金屬(shu)不容(rong)易被(bei)氧化和腐蝕(shi),且銀的氧化物(wu)導電性良好,其(qi)他幾種金屬的(de)氧化物基(ji)本不(bu)導電(dian)。但是銀粉(fen)的成本較高(gao),因此如果(guo)能夠(gou)在滿足(zu)導電(dian)性能的基礎(chu)上降(jiang)低銀粉用量,那(na)么導電膠的(de)成本(ben)就能(neng)大幅降低。目前(qian)普遍認為導電(dian)膠的體積電(dian)阻率需要小(xiao)于1×10-3Ω.cm 才能夠滿(man)足光伏組(zu)件的使用要(yao)求。目前(qian)市面上大多(duo)數(shù)導電膠的體(ti)積電(dian)阻率為了(le)達到(dao)上述(shu)要求,通常銀含(han)量在75%-85%。
1、樣品(pin)準備
導電(dian)膠主要是將一(yi)塊電池片的(de)正銀柵(zha)線與另一(yi)塊電池片(pian)的背銀柵線黏(nian)接到一起,因此(ci)膠體的黏接基(ji)材主要為金屬(shu)銀。本實驗將(jiang)2mm×2mm 的銀片黏接(jie)到銀基板(ban)上放入恒(heng)溫干燥(zao)箱中進行加(jia)熱固(gu)化,條(tiao)件為(wei)180℃,10min。固化完(wan)成后將其取出(chu)放于室溫下自(zi)然冷卻,冷卻(que)至室(shi)溫后進行性能(neng)測試(shi)。
2、黏接(jie)強度(du)測定
儀器:Universal TA質(zhì)構儀(yi)
探頭:P/TG拉伸探頭(tou)
本實(shi)驗通(tong)過固定下(xia)方銀基板,然后(hou)使用(yong)質(zhì)構儀對上方(fang)4mm2 的銀(yin)片施加一(yi)個平行于黏(nian)接面積的推力(li)(剪切力)的(de)方法測試(shi)膠對(dui)于銀基材的(de)黏接力。測試(shi)條件(jian)設置如下(xia):
測試模式:壓縮(suo)
測試前(qian)速度:1mm/s
測試速度:1mm/s
測試后(hou)速度(du):2mm/s
觸發(fā)力:8g
目標模(mo)式:下壓(ya)距離(li)15mm
結(jié)果:當銀片從銀(yin)基板上剝離(li)時,記錄下剪切(qie)力為N。那么通(tong)過計(ji)算可以得到(dao)黏接(jie)強度P=N/S,S 為黏(nian)接面(mian)積,即(ji)4mm2。