技術(shù)文章
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質(zhì)構(gòu)儀用于有(you)機(jī)硅導(dǎo)(dao)電膠(jiao)黏接(jie)強(qiáng)度(du)測(cè)試
半導(dǎo)體界面(mian)能夠產(chǎn)生光伏(fu)效應(yīng),這(zhe)就是光伏(fu)發(fā)電的基(ji)本原理。單(dan)塊電池片(pian)的發(fā)電量很(hen)小,因此需要(yao)將許多單(dan)塊的電(dian)池片并聯(lián)(lian)或者串聯(lián)(lian)形成組件(jian)才能實(shí)現(xiàn)光(guang)伏發(fā)電的工(gong)業(yè)價(jià)值。傳統(tǒng)的(de)方式是使用(yong)錫鉛焊帶(dai)對(duì)光伏組件(jian)進(jìn)行封裝(zhuang)處理,但是(shi)這種方式(shi)存在很大的局(ju)限性:①由(you)于焊(han)帶材質(zhì)與電池(chi)片材質(zhì)差異較(jiao)大,因此在(zai)陽(yáng)光照射下(xia)熱脹冷(leng)縮的程度不同(tong),極其容(rong)易在(zai)連接處(chu)產(chǎn)生(sheng)應(yīng)力。由(you)于應(yīng)(ying)力的存在,電(dian)池片厚度(du)不能太(tai)薄,否則極易(yi)崩裂電(dian)池片。②焊帶(dai)不會(huì)產(chǎn)(chan)生光(guang)伏效應(yīng),因此焊(han)帶的(de)存在(zai)會(huì)對(duì)電池片造(zao)成遮擋(dang),從而降低發(fā)電(dian)效率。③焊帶是(shi)金屬材(cai)料,長(zhǎng)期的戶(hù)(hu)外使用極易造(zao)成焊(han)帶的(de)腐蝕(shi),從而降低組(zu)件的(de)使用壽命。④焊(han)帶主要(yao)是錫鉛(qian)合金,在(zai)焊接過(guò)程中由(you)于高溫會(huì)形(xing)成錫鉛蒸(zheng)汽,對(duì)生(sheng)產(chǎn)組件(jian)的工人造(zao)成一定(ding)的身體危(wei)害。
為了解(jie)決焊帶給(gei)組件帶來(lái)的(de)一系列問(wèn)題,人(ren)們開(kāi)始研(yan)究無(wú)焊帶的(de)光伏組件設(shè)計(jì)(ji)。后來(lái)使(shi)用導(dǎo)電膠黏(nian)接疊瓦組件的(de)方式被(bei)越來(lái)越多的應(yīng)(ying)用起來(lái)。而有機(jī)(ji)硅膠(jiao)黏劑因?yàn)槠鋬?yōu)(you)異的耐老(lao)化性能,低模量(liang)膨脹(zhang)系數(shù)小,綠色(se)無(wú)污染等一(yi)系列優(yōu)點(diǎn)(dian)成為導(dǎo)電膠體(ti)系的shou選材料(liao)。有機(jī)硅(gui)膠黏劑(ji)自身(shen)不導(dǎo)電(dian),因此(ci)需要加(jia)入導(dǎo)電(dian)填料從而(er)賦予其導(dǎo)電性(xing)能。由于膠體(ti)本身(shen)的電(dian)阻大小對(duì)(dui)于光伏組件(jian)的發(fā)電功率(lv)影響較(jiao)大,因此(ci)普遍需要使用(yong)金屬粉體作(zuo)為導(dǎo)電填料才(cai)能滿(mǎn)足使用(yong)需求。常用的(de)金屬導(dǎo)電粉主(zhu)要有銀(yin)粉、鎳(nie)粉、鐵粉以及(ji)銅粉等,而(er)太陽(yáng)能組件使(shi)用基(ji)本在室外,因此(ci)通常選擇銀粉(fen)作為(wei)導(dǎo)電填料。因?yàn)?wei)銀粉相(xiang)比于其他金(jin)屬不容(rong)易被氧化(hua)和腐蝕,且(qie)銀的氧化物(wu)導(dǎo)電性良(liang)好,其他幾(ji)種金屬的氧(yang)化物基(ji)本不(bu)導(dǎo)電。但(dan)是銀粉的成本(ben)較高,因(yin)此如果能夠在滿(mǎn)(man)足導(dǎo)電性能(neng)的基礎(chǔ)上降(jiang)低銀(yin)粉用量,那(na)么導(dǎo)電膠的成本(ben)就能(neng)大幅降低(di)。目前普遍認(rèn)(ren)為導(dǎo)電膠(jiao)的體積電阻(zu)率需要(yao)小于(yu)1×10-3Ω.cm 才能夠滿(mǎn)(man)足光伏組件(jian)的使用要求。目(mu)前市面(mian)上大多數(shù)(shu)導(dǎo)電膠(jiao)的體積電(dian)阻率(lv)為了達(dá)到上述(shu)要求,通常(chang)銀含量在75%-85%。
1、樣品準(zhǔn)(zhun)備
導(dǎo)電膠(jiao)主要是將一塊(kuai)電池(chi)片的正銀柵(zha)線(xiàn)與另(ling)一塊電池片(pian)的背銀柵線(xiàn)(xian)黏接到一起,因(yin)此膠體的黏接(jie)基材主要(yao)為金屬(shu)銀。本實(shí)驗(yàn)將2mm×2mm 的(de)銀片(pian)黏接到銀(yin)基板(ban)上放入(ru)恒溫干燥箱中(zhong)進(jìn)行(xing)加熱固化,條(tiao)件為180℃,10min。固化(hua)完成后將其取(qu)出放于(yu)室溫(wen)下自然冷(leng)卻,冷卻至室(shi)溫后(hou)進(jìn)行性能測(cè)(ce)試。
2、黏接強(qiáng)度(du)測(cè)定
儀器:Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)
探頭:P/TG拉伸探頭(tou)
本實(shí)驗(yàn)通(tong)過(guò)固定(ding)下方銀(yin)基板(ban),然后使用質(zhì)構(gòu)(gou)儀對(duì)上方4mm2 的銀片(pian)施加一個(gè)平行(xing)于黏接(jie)面積(ji)的推(tui)力(剪切(qie)力)的方(fang)法測(cè)(ce)試膠對(duì)于銀基(ji)材的(de)黏接力。測(cè)試(shi)條件(jian)設(shè)置如下:
測(cè)試模(mo)式:壓縮
測(cè)試(shi)前速度(du):1mm/s
測(cè)試速度:1mm/s
測(cè)試后速度(du):2mm/s
觸發(fā)(fa)力:8g
目標(biāo)模式(shi):下壓距離15mm
結(jié)果:當(dāng)銀片(pian)從銀基板上(shang)剝離時(shí)(shi),記錄下剪切(qie)力為N。那(na)么通過(guò)計(jì)(ji)算可(ke)以得到黏接(jie)強(qiáng)度P=N/S,S 為黏接面積(ji),即4mm2。
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