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技術(shù)文章(zhang)
質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于有(you)機(jī)硅(gui)導(dǎo)電膠黏接(jie)強(qiáng)度測(cè)(ce)試
半導(dǎo)體界面(mian)能夠(gou)產(chǎn)生(sheng)光伏效應(yīng),這(zhe)就是(shi)光伏發(fā)電(dian)的基(ji)本原理。單(dan)塊電池片的發(fā)(fa)電量很小(xiao),因此(ci)需要將許多單(dan)塊的電池(chi)片并聯(lián)或(huo)者串(chuan)聯(lián)形成組件才(cai)能實(shí)現(xiàn)(xian)光伏發(fā)電的工(gong)業(yè)價(jià)值。傳統(tǒng)(tong)的方(fang)式是使用錫鉛(qian)焊帶對(duì)光(guang)伏組件進(jìn)行(xing)封裝處理,但(dan)是這種方式(shi)存在很大的(de)局限性:①由于(yu)焊帶材質(zhì)與電(dian)池片材質(zhì)差(cha)異較(jiao)大,因此在(zai)陽光照射下(xia)熱脹(zhang)冷縮(suo)的程度不同,極(ji)其容易(yi)在連接處產(chǎn)(chan)生應(yīng)力。由于應(yīng)(ying)力的存在,電池(chi)片厚度不能(neng)太薄(bao),否則極易崩裂(lie)電池片(pian)。②焊帶不(bu)會(huì)產(chǎn)生(sheng)光伏效(xiao)應(yīng),因此焊(han)帶的(de)存在會(huì)對(duì)電(dian)池片造成遮(zhe)擋,從而降低發(fā)(fa)電效率。③焊帶(dai)是金屬(shu)材料(liao),長(zhǎng)期(qi)的戶外使用(yong)極易造成焊帶(dai)的腐(fu)蝕,從而降低(di)組件的使用壽(shou)命。④焊帶主(zhu)要是錫鉛合(he)金,在焊(han)接過(guo)程中由(you)于高溫會(huì)形成(cheng)錫鉛蒸汽(qi),對(duì)生產(chǎn)組件的(de)工人造成一定(ding)的身體危(wei)害。
為了解(jie)決焊帶(dai)給組件(jian)帶來(lai)的一系列問(wen)題,人們開始研(yan)究無焊帶的光(guang)伏組(zu)件設(shè)計(jì)。后(hou)來使用導(dǎo)(dao)電膠黏接疊瓦(wa)組件的方(fang)式被越來越(yue)多的(de)應(yīng)用(yong)起來。而(er)有機(jī)硅膠黏劑(ji)因?yàn)槠鋬?yōu)(you)異的耐老化性(xing)能,低模(mo)量膨脹系(xi)數(shù)小,綠(lv)色無污染(ran)等一系列優(yōu)(you)點(diǎn)成(cheng)為導(dǎo)電膠體系(xi)的shou選材料。有機(jī)硅膠(jiao)黏劑自身不導(dǎo)(dao)電,因此(ci)需要加(jia)入導(dǎo)電填料從(cong)而賦予其導(dǎo)電(dian)性能。由于(yu)膠體(ti)本身的電阻大(da)小對(duì)于光伏組(zu)件的發(fā)電功(gong)率影響較大(da),因此普遍需(xu)要使(shi)用金屬粉體(ti)作為(wei)導(dǎo)電填料(liao)才能(neng)滿足使用需(xu)求。常用的(de)金屬(shu)導(dǎo)電粉主要(yao)有銀(yin)粉、鎳粉、鐵粉(fen)以及銅粉等(deng),而太陽能組(zu)件使(shi)用基本在室(shi)外,因此(ci)通常選擇銀(yin)粉作(zuo)為導(dǎo)電填料(liao)。因?yàn)?wei)銀粉相比于其(qi)他金屬不容(rong)易被氧化和(he)腐蝕,且(qie)銀的氧化物(wu)導(dǎo)電性良(liang)好,其他幾(ji)種金屬(shu)的氧化(hua)物基本(ben)不導(dǎo)電。但是銀(yin)粉的成本(ben)較高,因此(ci)如果能夠(gou)在滿足(zu)導(dǎo)電性能(neng)的基(ji)礎(chǔ)上降低(di)銀粉(fen)用量(liang),那么(me)導(dǎo)電膠的成(cheng)本就能(neng)大幅降低(di)。目前(qian)普遍(bian)認(rèn)為導(dǎo)電(dian)膠的體(ti)積電阻率(lv)需要小(xiao)于1×10-3Ω.cm 才能夠(gou)滿足光伏組(zu)件的(de)使用要求。目(mu)前市(shi)面上(shang)大多(duo)數(shù)導(dǎo)電(dian)膠的體積電阻(zu)率為(wei)了達(dá)(da)到上述要求,通(tong)常銀含量在75%-85%。
1、樣品準(zhǔn)(zhun)備
導(dǎo)電膠主(zhu)要是(shi)將一塊電池片(pian)的正銀(yin)柵線與另(ling)一塊(kuai)電池片的背銀(yin)柵線(xian)黏接到一起(qi),因此膠體(ti)的黏接(jie)基材主(zhu)要為金屬銀。本(ben)實(shí)驗(yàn)將2mm×2mm 的(de)銀片黏接(jie)到銀基板上(shang)放入恒(heng)溫干燥(zao)箱中進(jìn)行(xing)加熱固化,條(tiao)件為180℃,10min。固(gu)化完(wan)成后將其取出(chu)放于(yu)室溫下自然冷(leng)卻,冷(leng)卻至室溫后進(jìn)(jin)行性(xing)能測(cè)試(shi)。
2、黏接強(qiáng)(qiang)度測(cè)(ce)定
儀器(qi):Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀
探頭:P/TG拉伸探頭(tou)
本實(shí)(shi)驗(yàn)通過固定(ding)下方銀基(ji)板,然后(hou)使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)(dui)上方4mm2 的銀片施(shi)加一個(gè)(ge)平行于黏接(jie)面積的推力(li)(剪切力)的方(fang)法測(cè)(ce)試膠對(duì)(dui)于銀基材(cai)的黏接力(li)。測(cè)試條件設(shè)置(zhi)如下(xia):
測(cè)試模式(shi):壓縮(suo)
測(cè)試前速度(du):1mm/s
測(cè)試速度(du):1mm/s
測(cè)試(shi)后速度:2mm/s
觸發(fā)(fa)力:8g
目標(biāo)模(mo)式:下(xia)壓距離15mm
結(jié)果:當(dāng)銀片從(cong)銀基板上剝(bo)離時(shí),記錄下剪(jian)切力(li)為N。那(na)么通過(guo)計(jì)算可(ke)以得到黏(nian)接強(qiáng)度P=N/S,S 為黏接面積,即(ji)4mm2。