太阳能电池银浆的焊接工艺研究

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太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆太阳能电池电极银浆是一种重要的光伏材料,它主要由银粉、玻璃粉、有机载体等组成,具有良好的导电性和粘结性。

在太阳能电池产业链中,银浆扮演着至关重要的角色,它直接影响着太阳能电池的转换效率和稳定性。

本文将从太阳能电池电极银浆的概述、制备方法、应用、发展前景以及提高性能的研究方向等方面进行详细介绍。

一、太阳能电池电极银浆的概述太阳能电池电极银浆是一种专用于光伏产业的高科技材料。

其主要成分银,具有优良的导电性和反射性,可以提高太阳能电池的光电转化效率。

电极银浆在太阳能电池中的应用,可以有效降低电池的串联电阻,提高输出电压和功率。

此外,太阳能电池电极银浆还具有较好的耐腐蚀性和稳定性,有利于提高太阳能电池的使用寿命。

二、太阳能电池电极银浆的制备方法太阳能电池电极银浆的制备方法主要有以下几种:1.溶胶-凝胶法:通过溶胶-凝胶法制备的银浆,粒子大小分布均匀,具有良好的分散性和粘结性。

2.化学还原法:采用化学还原法制备的银浆,具有较高的纯度和较低的氧含量,有利于提高太阳能电池的性能。

3.物理混合法:物理混合法是将银粉、玻璃粉和有机载体等物理混合均匀,具有操作简便、成本较低的优点。

三、太阳能电池电极银浆的应用太阳能电池电极银浆广泛应用于晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池以及柔性太阳能电池等领域。

通过采用不同类型的银浆,可以实现对太阳能电池性能的优化调整,提高光电转化效率。

四、太阳能电池电极银浆的发展前景随着光伏产业的快速发展,太阳能电池电极银浆的市场需求逐年增长。

为提高太阳能电池的性能,未来太阳能电池电极银浆的发展方向主要包括:1.提高银浆的导电性和反射性,以提高太阳能电池的光电转化效率。

2.优化银浆的粘结性能,提高太阳能电池的稳定性和耐久性。

3.降低银浆的成本,实现大规模产业化应用。

4.研究新型银浆材料,如纳米银、复合银等,探索其在太阳能电池中的应用前景。

五、提高太阳能电池电极银浆性能的研究方向为满足光伏产业对高效、低成本太阳能电池的需求,研究人员在提高太阳能电池电极银浆性能方面开展了以下几个方向的研究:1.优化银浆的组成和配方,提高其导电性和反射性。

晶硅太阳电池用正面银浆技术研究-张愿成

晶硅太阳电池用正面银浆技术研究-张愿成
主栅数:4 栅线设计线宽:36μm 硅片:156X156多晶 方块电阻 :82±3/ □ 扩散结深:浅结 印刷机 : BACCINI 对比片数:各1000片
从数据可以看出,P4和P5电池效率相比P3略有降低,其中采用P4浆料时, 池开压和短路电流下降明显,电池效率下降相对更多。采用P5浆料时,电池开 压下降明显,但短路电流有所提高,电池效率基本与P3持平。
PART Ⅳ :结果与分析
流变性能测试分析
测试样品配方比例
为测试银浆流变性能,按下述配方制备了三款正面银浆。
w/% 浆料配方 P1 P2
银粉+玻 璃粉
91 91
1#有机载 体
9 0
2#有机载 体
0 9
3#有机载 体
0 0
P3
91
0
三款正面银浆配方
0
9
PART Ⅳ :结果与分析
银浆粘度曲线测试
P5与G产品制成电池后档位分布
浆料
P5 G产品
Voc
0.6281 0.6291
Hale Waihona Puke Isc8.722 8.695
Rs
0.0018 0.0018
Rsh
147.97 157.11
FF
79.27 79.34
NCell
17.845% 17.835%
18
P5与D产品对比
PART Ⅳ :结果与分析
主栅数:4 栅线设计线宽:36μm 硅片:156X156多晶 方块电阻 :82±3/ □ 扩散结深:浅结 印刷机 : BACCINI 对比片数:各1000片
8
银浆应力扫描测试
PART Ⅳ :结果与分析
由上图可看出,P1的弹性模量从100Pa剪切应力开始,以一个较慢的速率下降, 下降斜率较小,屈服应力在100Pa-200Pa之间,屈服应力最大,流动性差;P2的屈 服应力靠近50Pa,屈服应力最低,并且可能使银浆在印刷时流动超前于印刷刀的位 置,使少部分银浆过早地透过网孔,大部分银浆则平行于网版流动,导致下墨量偏 轻,不利于银浆的储存;P3的屈服应力为80Pa,最适合银浆丝网印刷。

太阳能电池导电银浆材料制备

太阳能电池导电银浆材料制备

太阳能电池导电银浆材料制备哎呀,话说今天要给大家介绍一下关于太阳能电池的一大神秘家伙——导电银浆!这东西可不是普通的涂料哦,它是太阳能电池的重要组成部分,直接关系到电池发电效率的高低。

首先得说,导电银浆就像是太阳能电池的"银弹",它能让太阳光打到电池上就有电能产生。

这玩意可不是一般的银子哦,它得具备极高的导电性和粘附力,才能在电池表面均匀涂覆并保持长久稳定。

要制备这种银浆,得用上一堆高科技的仪器和设备,还得有一帮研究人员在背后鼓捣着。

他们得精确控制每一步的配料比例和混合工艺,不能差那么一丁点,否则银浆的质量就打折扣了。

这银浆的制备跟炒菜有点像,得火候掌握好,不然菜就焦了。

你想啊,这些科学家跟大厨可是有得一拼,都是靠经验和技术来调配出最棒的味道(或者说,最佳的导电效果)。

银浆一旦制备好了,就像是太阳能电池的"精华液",涂在电池片上后,就能大显身手了。

它能让太阳光瞬间变身成电能,然后大摇大摆地输出给我们用。

简直就是一种能源的魔术师,不为别的,就为了让我们的生活更便捷。

有趣的是,银浆这东西还得有点"特别感性",就像招聘广告上写的那样,得有良好的团队合作精神,才能成就一个完美的电池。

这就好比球队里的各路大牛,得互相配合,才能在赛场上演出精彩的进球。

制备银浆不仅要技术过硬,还得有点儿"小心眼",一不留神,搞不好就全盘皆输。

毕竟,这些科学家们可是在"研究&发挥"的道路上孜孜不倦,目标就是要把太阳能电池的效率提到最高点,省下咱们的能源开支。

银浆制备的工艺,就像是古代铁匠打造利刃,得细细琢磨,打磨出一把锋利的刀刃,才能劈开高效能源的大门。

不过,现在的科技比古代铁匠们强多了,他们还能用复杂的分析仪器来测量银浆的每一个微小变化,简直是科技与艺术的结合体。

导电银浆虽然不起眼,却是太阳能电池世界里的一颗璀璨明珠。

太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆(原创实用版)目录一、太阳能电池电极银浆概述二、太阳能电池电极银浆的制备方法三、太阳能电池电极银浆的应用四、太阳能电池电极银浆的发展前景正文一、太阳能电池电极银浆概述太阳能电池电极银浆,顾名思义,是一种应用于太阳能电池电极制造中的银浆。

它是由高纯度银粉、导电剂、粘合剂等多种材料混合制成的一种浆料。

在太阳能电池的制作过程中,电极银浆被涂覆在太阳能电池的电极表面,通过烧结等工艺过程,形成一种具有良好导电性能和较高电化学稳定性的电极材料。

二、太阳能电池电极银浆的制备方法太阳能电池电极银浆的制备方法主要包括以下几个步骤:1.银粉的选用:一般采用高纯度(99.9% 以上)的金属银粉作为主要原料。

2.粘合剂的选择:常用的粘合剂有聚乙烯醇、羧甲基纤维素等,其作用是将银粉粘结在一起,并赋予银浆良好的流变性能。

3.导电剂的添加:为了提高银浆的导电性能,通常需要添加一定比例的导电剂,如碳纳米管、石墨烯等。

4.溶剂的选择:制备银浆时,需要选用合适的溶剂将银粉、粘合剂和导电剂搅拌均匀。

常用的溶剂有醇类、酮类等有机溶剂。

5.浆料的制备:将上述原料按一定比例混合,并搅拌均匀,形成具有良好导电性能和流变性能的银浆。

6.银浆的储存:制备好的银浆应密封储存,避免与空气、水分接触而影响其性能。

三、太阳能电池电极银浆的应用太阳能电池电极银浆广泛应用于太阳能电池的制造过程中,尤其是晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的制作。

在太阳能电池的制作过程中,将电极银浆涂覆在电池的电极表面,通过烧结等工艺过程,使银浆形成一层具有良好导电性能和较高电化学稳定性的电极材料。

这样,太阳能电池在吸收太阳能并将其转化为电能的过程中,能够实现更高的光电转换效率。

四、太阳能电池电极银浆的发展前景随着全球能源危机和环境问题日益严重,太阳能作为一种清洁、可再生的能源得到了广泛关注。

我国政府对太阳能产业的支持力度也在不断加大,这为太阳能电池电极银浆的发展提供了良好的市场环境。

太阳能电池的导电银浆

太阳能电池的导电银浆

太阳能电池的导电银浆太阳能电池是一种利用光能直接转化为电能的装置。

而太阳能电池的导电银浆则是太阳能电池中非常重要的组成部分。

本文将以太阳能电池的导电银浆为主题,详细介绍其作用、制备方法以及未来发展方向等相关内容。

一、导电银浆的作用导电银浆是太阳能电池中的一个重要材料,其主要作用是提供电子传输的通道。

在太阳能电池中,光线照射到太阳能电池的表面,被吸收后会激发电子,形成电流。

而导电银浆则起到了将这些激发的电子从太阳能电池表面传输到电池的其他部分的作用。

因此,导电银浆的导电性能直接影响到太阳能电池的整体效率和性能。

二、导电银浆的制备方法目前常用的导电银浆制备方法主要包括物理法和化学法两种。

1. 物理法:物理法是通过物理手段将纯银制备成导电银浆。

一种常见的方法是通过高温烧结将纯银粉末与有机溶剂混合,然后通过筛网将其均匀涂布在太阳能电池的表面。

这种方法制备的导电银浆导电性能较好,但成本较高。

2. 化学法:化学法是通过化学反应将银离子还原成纯银,制备成导电银浆。

常用的化学法包括还原法和电化学法。

还原法是将银盐与还原剂反应,生成纯银颗粒,然后与有机溶剂混合制备成导电银浆。

电化学法则是利用电解质溶液中的电解反应,将银离子还原成纯银。

这两种方法制备的导电银浆成本较低,但导电性能有一定的限制。

三、导电银浆的未来发展方向随着太阳能电池技术的发展,对导电银浆的要求也越来越高。

未来导电银浆的发展方向主要包括以下几个方面:1. 提高导电性能:目前导电银浆的导电性能已经相对较好,但还有提升空间。

未来的导电银浆应该具备更高的导电性能,以提高太阳能电池的转换效率。

2. 降低成本:目前导电银浆的制备成本较高,限制了太阳能电池的大规模应用。

未来的导电银浆应该寻求更低成本的制备方法,以降低太阳能电池的制造成本。

3. 提高稳定性:导电银浆在长期使用过程中可能会发生氧化或脱落等问题,影响太阳能电池的使用寿命。

未来的导电银浆应该具备更好的稳定性,以延长太阳能电池的使用寿命。

太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆

太阳能电池电极银浆摘要:一、太阳能电池电极银浆的概述1.太阳能电池电极银浆的定义2.太阳能电池电极银浆在太阳能电池中的应用二、太阳能电池电极银浆的分类1.银粉型太阳能电池电极银浆2.纳米银线型太阳能电池电极银浆3.薄膜型太阳能电池电极银浆三、太阳能电池电极银浆的生产工艺1.银粉型太阳能电池电极银浆的生产工艺2.纳米银线型太阳能电池电极银浆的生产工艺3.薄膜型太阳能电池电极银浆的生产工艺四、太阳能电池电极银浆的发展趋势1.高性能太阳能电池电极银浆的开发2.环保型太阳能电池电极银浆的研究3.低成本太阳能电池电极银浆的制造正文:太阳能电池电极银浆是一种应用于太阳能电池中的导电材料,其主要作用是在太阳能电池的电极上形成导电通道,以实现太阳能电池的光电转换。

随着太阳能行业的迅速发展,太阳能电池电极银浆的需求量逐年增加。

本文将对太阳能电池电极银浆的概述、分类、生产工艺及其发展趋势进行详细介绍。

一、太阳能电池电极银浆的概述太阳能电池电极银浆是一种具有高导电性和良好附着性能的银基材料。

在太阳能电池中,电极银浆通过印刷或涂覆的方式涂布在电池片的背面,与电池片的正面光吸收层相配合,形成完整的太阳能电池结构。

二、太阳能电池电极银浆的分类根据生产工艺和成分的不同,太阳能电池电极银浆可分为以下几种类型:1.银粉型太阳能电池电极银浆:以银粉为主要成分,通过特定的配方和工艺制得。

具有良好的导电性和附着力,广泛应用于太阳能电池行业。

2.纳米银线型太阳能电池电极银浆:采用纳米银线作为主要成分,具有较高的比表面积和良好的导电性。

但由于纳米银线较难分散,其在电池片上的涂覆均匀性相对较差。

3.薄膜型太阳能电池电极银浆:采用薄膜技术制备,通过化学气相沉积、物理气相沉积等方法在电池片上形成薄膜状的银基导电层。

具有较好的均匀性和稳定性,但成本相对较高。

三、太阳能电池电极银浆的生产工艺1.银粉型太阳能电池电极银浆的生产工艺:首先将银粉与溶剂、分散剂等添加剂混合,通过高速搅拌和超声波分散形成均质的银浆。

太阳能电池片提银工艺

太阳能电池片提银工艺
太阳能电池片提银工艺是一种用于生产太阳能电池片的工艺,主要用于将银材料提纯并涂覆在电池片上的过程。

太阳能电池片通常由硅材料制成,其中包含正、负电极。

而银是一种优质的导电材料,能够提供良好的电流传导性能。

因此,在太阳能电池片的制造过程中,通常会使用银材料来涂覆电极,以提高电流传导性能和效率。

太阳能电池片提银工艺的主要步骤包括以下几个方面:
1. 银材料提纯:将原始的银材料进行提纯处理,去除杂质和不纯物质,以获得高纯度的银材料。

2. 银浆制备:将提纯后的银材料与适量的溶剂和粘结剂混合,形成银浆。

银浆的主要作用是在电池片表面形成一层导电膜,提供良好的电流传导性能。

3. 银浆涂覆:将银浆均匀地涂覆在电池片的正、负电极上。

通常使用印刷、喷涂或旋涂等技术进行涂覆,以确保银浆均匀分布并附着在电极表面。

4. 烘干和固化:将涂覆了银浆的电池片进行烘干和固化处理,以去除溶剂和粘结剂,并使银浆与电池片表面牢固结合。

通过太阳能电池片提银工艺,可以提高太阳能电池片的电流传导性
能和效率,从而提高太阳能电池的发电能力和效果。

太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究

太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究
太阳能电池是一种利用太阳能转化为电能的设备,其中导电银浆是太
阳能电池的重要组成部分。

导电银浆的烧结工艺对太阳能电池的性能
和稳定性有着重要的影响。

本文将介绍导电银浆的烧结工艺研究。

导电银浆的烧结工艺是指将导电银浆涂覆在太阳能电池的电极上,并
通过高温烧结使其与电极紧密结合。

烧结温度、时间和气氛是影响导
电银浆烧结效果的重要因素。

烧结温度过高会导致导电银浆烧结不完全,影响太阳能电池的性能;烧结时间过长会使导电银浆的颗粒粘结
过度,影响导电性能;烧结气氛的选择也会影响导电银浆的烧结效果。

为了研究导电银浆的烧结工艺,研究人员进行了一系列实验。

首先,
他们确定了最佳的烧结温度和时间。

实验结果表明,烧结温度为550℃,烧结时间为5分钟时,导电银浆的烧结效果最佳。

其次,他们研究了不同气氛下导电银浆的烧结效果。

实验结果表明,氮气气氛下
导电银浆的烧结效果最佳。

除了烧结工艺的研究,导电银浆的配方也是影响太阳能电池性能的重
要因素。

研究人员通过改变导电银浆的配方,提高了太阳能电池的转
换效率和稳定性。

他们发现,添加少量的碳纳米管可以提高导电银浆
的导电性能;添加氧化铟可以提高太阳能电池的稳定性。

总之,导电银浆的烧结工艺对太阳能电池的性能和稳定性有着重要的影响。

通过研究导电银浆的烧结工艺和配方,可以提高太阳能电池的转换效率和稳定性,促进太阳能电池的应用和发展。

光伏电池银浆工艺

光伏电池银浆工艺一、银浆成分光伏电池银浆主要由银粉、玻璃粉、有机载体和其他添加剂组成。

其中,银粉是导电的主要成分,玻璃粉则起到粘合和导电的作用,有机载体是银浆的主要溶剂,而添加剂则用来调节银浆的印刷性能和使用寿命。

二、浆料制备浆料制备是光伏电池银浆工艺的重要环节,主要包括配料、混合、研磨和搅拌等步骤。

在制备过程中,需要严格控制各成分的比例、混合均匀度以及浆料的粘稠度等参数,以确保银浆的质量和稳定性。

三、丝网印刷丝网印刷是光伏电池银浆的主要应用方式,其工艺过程包括印刷、烘干、烧结等步骤。

印刷时,需根据电池板的结构和规格,选用合适的丝网和刮刀,控制印刷的厚度和均匀度。

烘干是为了去除银浆中的有机溶剂,烧结则使银浆固化在电池表面,形成导电膜层。

四、烧结工艺烧结工艺是银浆附着在光伏电池表面并形成导电膜层的关键步骤。

在烧结过程中,需要控制烧结温度、时间和气氛等因素,以保证银浆与电池表面良好的附着力和膜层的导电性能。

五、品质检测品质检测是确保光伏电池银浆质量的重要环节,包括外观检测、性能测试等步骤。

外观检测主要检查银浆的色差、颗粒度等外观指标,性能测试则主要测试银浆的导电性能、附着力等关键性能指标。

六、包装储存为了确保银浆的质量和稳定性,需要采用密封性好、防潮、防晒的包装材料对银浆进行包装储存。

同时,需存放在干燥、阴凉的环境中,避免阳光直射和高温。

七、环境控制在银浆的生产和使用过程中,需严格控制环境温度和湿度,保持生产车间的清洁卫生,防止杂质的混入。

此外,对于丝网印刷环节,还需要控制丝网的目数和质量,以及刮刀的角度和压力等参数,以确保印刷质量和效率。

八、安全防护由于银浆中含有金属粉末和其他可燃物质,因此在生产和使用过程中需要注意安全防护。

操作人员需穿戴防护服、口罩和手套等个人防护用品,同时车间应配备消防器材和通风设施,以防止火灾和吸入有害气体等意外事故的发生。

光伏电池银浆焊接方式

光伏电池银浆焊接方式光伏电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置,广泛应用于太阳能发电系统中。

在光伏电池的制造过程中,银浆焊接是一种常用的连接方式。

本文将介绍光伏电池银浆焊接方式的原理、工艺以及其在光伏电池制造中的应用。

一、光伏电池银浆焊接的原理光伏电池银浆焊接是利用银浆的导电性和粘附性,将光伏电池片与电极板进行连接的方法。

银浆具有良好的导电性能,可以提供电子传输路径,保证光伏电池的高效工作。

同时,银浆在高温下具有较好的粘附性,可以将电极板与电池片牢固地连接在一起,提高光伏电池的稳定性和可靠性。

二、光伏电池银浆焊接的工艺1. 准备工作:首先,需要准备好光伏电池片和电极板,确保其表面清洁无污染。

同时,准备好银浆和焊接设备,确保其质量可靠。

2. 涂覆银浆:将银浆均匀地涂覆在光伏电池片和电极板的连接处。

涂覆时要注意浆料的均匀性和厚度的控制,以确保焊接的质量。

3. 烘烤:将涂覆了银浆的光伏电池片和电极板放入烘烤设备中进行烘烤。

烘烤的温度和时间需要根据银浆的特性和厚度进行合理的调节,以保证焊接的牢固性和稳定性。

4. 压合:烘烤后,将光伏电池片和电极板进行压合。

压合的力度需要适中,既要保证焊接的牢固性,又要避免对电池片的损伤。

5. 检测:焊接完成后,需要对光伏电池进行质量检测。

检测的内容包括焊接点的电阻、导电性能以及外观等,以确保焊接的质量符合要求。

三、光伏电池银浆焊接的应用光伏电池银浆焊接方式广泛应用于光伏电池的制造过程中。

其主要应用于多晶硅太阳能电池片和电极板的连接,可以提高光伏电池的转换效率和稳定性。

光伏电池银浆焊接方式具有以下优点:1. 导电性好:银浆具有良好的导电性能,可以提供良好的电子传输路径,减少能量损失。

2. 粘附性强:银浆在高温下具有较好的粘附性,可以将光伏电池片与电极板牢固地连接在一起,提高光伏电池的稳定性和可靠性。

3. 工艺简单:光伏电池银浆焊接方式的工艺相对简单,成本较低,适用于大规模生产。

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阳能电池银浆的焊接工艺研究
导读: 电池片与焊带间的连接影响着光伏组件的效率和使用寿命。

本文确定了在本公司生产条件下,焊头温度330~370℃、焊接时间4s以内作为人工焊接新银浆电池片的工艺窗口,并初步探讨了组件生产过程中质量控制问题。

1.引文
组件制造过程中,电池片主栅与焊带间的连接影响组件的电性能和使用寿命[1,2]。

目前大部分光伏组件企业都在采用人工焊接的方式来焊接组件。

人工焊接过程中可能出现虚焊、过焊和主栅与焊带连接强度低等问题。

虚焊将增加组件的串联电阻,降低组件效率;过焊会造成电池片变形隐裂等问题[3]。

提高人工焊接的焊接质量,对组件生产非常重要。

影响主栅与焊带的焊接质量的因素主要有主栅银浆、焊接温度和时间、焊带、助焊剂、人工操作的焊接压力和烙铁的回温速度等因素[5]。

在人工焊接条件下,焊接受操作人员的影响很大。

寻求合适的焊接温度和时间窗口,使其对不同操作者的焊接习惯有一定的容忍度,有助于提高焊接强度,减少虚焊和过焊问题。

进行此类研究也有助于评价银浆和焊带的匹配性,规范操作者的焊接行为。

作者在研究新银浆正电极电池片的焊接条件过程中,通过改变焊头温度和焊接速度,绘制平均焊接拉力在不同焊接条件下的等值线图,寻找焊接温度和时间窗口以提高焊接质量,并讨论了组件生产中焊接质量控制方法。

2.实验部分
使用公司生产的电池片和正常生产用的焊接设备和材料,所有焊接操作均由同一操作者进行。

用秒表控制焊接时间在设定值的±1秒范围内。

实验设计了两种方案,焊接条件表和图示分别如表1、图1和表2、图2所示。

采用方案中的温度和焊接速度进行焊接,使用台湾昇群PeelForce606 焊接拉力测试系统对焊接后的电池片进行180°剥离拉力测试,每数据采集点采集12个平均焊接拉力数据。

在方案一结果的基础上,实验方案二将焊接温度区放宽至280~390℃。

具体如表2和图
2所示:
3.结果与讨论
3.1焊接拉力和时间工艺窗口
本部分通过研究焊接温度和焊接速度对焊接拉力的影响,选择合适的焊接温度与时间工艺窗口,使之适应更多操作者的焊接,令不同操作者的焊接质量达到期望水准。

图3是实验设计方案一的平均焊接拉力和标准差的3D等值线图。

采用较低的焊头温度,对操作者的焊接速度有更大的容忍度。

而在较高温度和较长时间条件下焊接得到的平均焊接拉力数据相对较小。

这是因为高温长时间下焊接使含有玻璃体等成分的电池片主栅金属化[5],从而降低拉力。

当操作者的焊接时间较短时,焊接温度可以选择的更高,但从标准差的等值图可以看到此时数据的标准差变大,表明焊接均匀性变差,这可能是由焊头的回温速度在高温下变差或高温对电池片内部产生损害造成的。

方案一等值曲线图(图3a)表明,较低的焊接温度和较短的焊接时间有利于提高焊接拉力和焊接的稳定性,在温度330~370℃,时间2~4s范围内焊接拉力值和稳定性均较好。

而图中数据采集区外,温度低于330℃后出现焊接强度增加的现象,是软件算法导致的,在更低温度下的焊接质量还需实验验证。

为此,方案二中将温度范围改变为280~390℃,得到的平均拉力的3D等值线图如图4所示。

方案二是同一操作者在另一时间完成的,其他焊接条件均相同。

相同区域的平均拉力数值整体较方案一低,这是由两次实验的数据波动造成的。

从其平均拉力等值曲线图(图4a)可知,拉力焊头温度进一步降低后,焊接拉力值变小。

通过对比主栅银浆脱落的情况发现,焊头温度从330℃继续降低,焊接不能使主栅和焊带接触面发生共溶,导致虚焊增多,焊接拉力数值降低。

将方案二与方案一的数据结合在一起,绘制焊头温度在280~450℃的焊接拉力平均值的等值线图和3D曲面图如图5所示。

从图5可以看到焊接温度在330~370℃时,对操作者焊接速度的容忍度较大,电池片焊接的牢固程度也较大,可以作为新浆料焊接的温度窗口。

图5中焊头温度340℃、焊接时间3秒出现的异常状况,是由于两次实验数据的波动引起的,加大数据采集量,可以使图形更加规则。

3.2 手工焊接中的质量控制
太阳能电池银浆的选择对焊接拉力测试结果影响很大。

银浆玻璃成分和银颗粒大小的不同,导致银浆与硅片、银浆与焊带的粘附性能不同[5]。

所以当电池生产企业换用新的浆料时,下游组件企业也进行与之对应的焊接实验,选择合适的工艺或新的焊带来进行焊接。

在本文中,通过对同一操作者的焊接情况的研究,将焊接拉力的工艺窗口制定在温度330~370℃,焊接时间小于4s的范围内。

再通过调查不同工人在此焊接工艺窗口下的焊接拉力情况,从而确定实际生产所需要的焊头温度和焊接速度。

在组件生产的质量控制中,通常采用观察焊掉焊带的电池片上的虚焊和过焊情况来评价焊接质量。

检验过的电池片又可重新焊上新的焊带,所以这种质量监控方式具有耗时短、成
本低的优点。

但这种监控方式,对于操作者的焊接稳定性反映并不明显。

采用焊接拉力测试机来进行质量监控,对比焊接拉力测试数据和焊接后电池片主栅的情况,可以更直观的反映虚焊、过焊等问题(如图6所示)。

同时,曲线的标准差大小还可以反映操作者的焊接稳定性。

在组件生产单片焊接环节的质量监控方面,对拉焊力测试图形的曲线波动程度即焊接拉力数据平均值的标准差的监控,可以更加准确的掌握操作者的焊接稳定性。

将焊掉焊带观察虚焊长度和焊接拉力测试两种手段相结合,能够保障组件焊接质量的稳定性,也可以对工人的焊接操作提供指导。

焊接拉力测试后的电池片主栅会受到破坏,所以可以选择低效片来进行。

4.总结
本文通过改变焊头温度和焊接速度条件,确定了在本公司生产条件下适合新银浆的最佳焊接工艺窗口为温度330~370℃,焊接时间4s以内。

通过进一步研究产线工人在此工艺窗口下的焊接质量,可以确定最佳的焊接条件。

在焊接工序的质量控制过程中,运用拉力测试与传统目测法相结合的方式,有助于提高工人焊接稳定性,提高产品质量。

注:本文在方案设计和数据处理方面得到公司顾问Saul Winderbaum博士的帮助。

在此向Saul博士表示感谢!同时感谢实验过程中给予帮助的公司领导和同事!
作者:
山东力诺光伏集团研发工程师徐振华
山东力诺光伏集团光伏高科技有限公司工艺工程师宋书坤
山东力诺光伏集团技术总监杨青天
引用文献:
[1] Luque A, Hegedus S. Handbook of Photov olt a ic, Science and Engineering. Wiley: West Sussex, 2003.
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