在过去的二十年里,已经有了重大努力提高可靠性、效率和可制造性的光伏(PV)。大部分的努力已经针对光伏的前端建设,包括联系形成戴眼镜和金属化。为此,广泛的进步已经优化前端导电体系结构的应用程序,实现最终产品的最高品质与卓越的制造能力。
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银贴通常用于太阳能电池的前端架构。这些贴异构混合物组成的金属银片或粉末,有机粘结剂、玻璃熔块和其他添加剂如分散剂/表面活性剂、增塑剂、溶剂等。silver-bearing前端的一部分粘贴构成一种片状粉末,球状粉,或两者的结合。贴的熔块组件不含铅,并提供一系列CTE和Tg,除了粒径和分布。的性能和质量的前端设计太阳能电池都是由这两种材料集。
虽然前面的太阳能的有机相粘贴中起着重要作用,它通常是委托的移情的结构设计,以及如何粘贴是能够处理过程中打印。尽管广泛的材料可用于有机相的前端太阳能粘贴,大多数欧洲杯足球竞彩商用系统只属于几类丙烯酸树脂,纤维素制品,rosinates。
图1展示了一些基本的粘合剂材料与聚丙烯碳酸盐碳酸来源于polyalkylene集欧洲杯足球竞彩团的材料。聚合范围可以提供不同的分子量,可以传授度控制的有机流变学。绑定的松香范围来源于松香酸的基本建筑单元。因此,常常氢化松香防止不饱和现象,并利用这种形式,或者反应形成不同的氢化松香酯化版本。
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图1所示。粘结剂材料的化学结构表征贴。欧洲杯足球竞彩羟乙基纤维素,B: rosinate, C:丙烯酸,D:聚丙烯碳酸盐。
的一般组成材料,连同未饱和的化学公式和相应的学位是表1中列出。欧洲杯足球竞彩材料的成欧洲杯足球竞彩分和结构发挥重要作用在如何传授首选的流体性质和呈现与固体交互阶段在印刷和发射过程中粘贴。
表1。图1的碳氢化合物的组成结构
| 材料名称 |
作文 |
化学公式 |
度未饱和 |
| C (Wt. %) |
H (Wt. %) |
O (Wt. % |
| 羟乙基纤维素 |
~ 48 |
~ 8 |
~ 44 |
C14H27O10 |
1.5 |
| Rosinate |
~ 78 |
~ 12 |
~ 10 |
C20.H34O2 |
4 |
| 丙烯酸 |
~ 65 |
~ 10 |
~ 25 |
C7H14O2 |
1 |
| 聚丙烯碳酸盐 |
~ 54 |
~ 10 |
~ 36 |
C6H12O3 |
1 |
一般来说,前端太阳能贴剪切稀化的流变特征,触变性流体,非牛顿。酱是由不同的混合和铣削过程,制定整合各个组件来获得所需的粘度响应与相关的固体含量,同时获得控制和可重复的性能在应用程序和处理协议。本文旨在展示drop-in-replacement清洁粘合剂系统的兼容性,与传统材料集制造光伏电池,类似于现有的现代的期望。
实验的程序
一个厚膜粘贴被用来评估完成了光伏电池。这从QPAC粘贴了®,一个聚碳酸酯基粘结剂系统从增强材料。欧洲杯足球竞彩使用额外的溶剂,碳酸丙烯酯。然后,使用一个球形和片状粉末的混合物(PV-2和SF-3),银阶段的清洁粘结剂粘贴。分散剂和塑化剂被用于提供优秀的粘贴性能和加工性能。无铅玻璃成分也被使用。表2显示了厚膜浆料的组成分析中使用。
表2。厚膜粘贴与清洁粘结剂组成
| 组件名称 |
作文(Wt. %) |
| 银 |
86.2 |
| 玻璃 |
4.5 |
| 分散剂和增塑剂 |
3.7 |
| QPAC®40个活页夹 |
3.6 |
| 溶剂 |
2.0 |
为了发展QPAC®40-based粘结剂粘贴系统,银组件与溶剂混合,塑化剂,分散剂通过非接触式行星搅拌机。一旦最初的混合完成,QPAC®40介绍了粘结剂的解决方案,并再次混合程序执行。一旦第二混合过程结束后,玻璃组件添加和混合程序再次重复了12分钟。完成粘贴同时评估和与其它商用系统相比,指定为粘贴粘贴B。
布鲁克菲尔德工程HBTD,配备了锥板式主轴(CP-52),被用来确定在25°C的粘贴质量量度压力和粘度,和Hegman计是用于研磨细度(雾)。接下来,进行了热分析的梅特勒-托利多星TGA / DSC 10°C.min1与陶瓷锅在空气中,丝网印刷进行了与Baccini软线打印机100 mm.s的速度1,刮刀压力75 N,提前从1.2毫米。印刷是239厘米2mono-Si晶片,所有样本应用与商业后方移动贴。射击是使用模型CF-SL six-zone烤箱由派遣行业。
太阳能电池串联电阻,效率,VOC,我SC、FF和分流电阻测定通过太阳能电池的电流-电压曲线测量系统IV16L 3 a太阳能模拟器,配备了连续梁16 x厘米,气团1.5全球(AM1.5G)光谱过滤。整个单元测量进行校准后的国家可再生能源Laboratory-certified太阳能电池。
结果与讨论
粘贴制造和表征
有几个首选特征一个厚膜粘贴用于前端PV。这些特性包括分散稳定性、材料成分均匀性、高固体含量,丝网印刷性能和流变学。这些相互关联的参数是用于确定粘贴质量所需的应用程序。个别粘贴的雾系统相比在表3。
表3。雾比较粘贴样本
| 雾参数 |
粘贴样本 |
| QPAC |
一个 |
B |
| 1日划痕(µm) |
5.5 |
8.3 |
5.5 |
| 第三划痕(µm) |
4.2 |
4.1 |
5.3 |
| 主要休息 |
1.4 |
2.1 |
1.8 |
这些结果说明这些贴大致相同的分散状态。标准方法用于生产前端太阳能铣一步贴功能,完成了三辊研磨。一个非接触式的行星搅拌机方法(想一想AR250)被用来开发QPAC®40粘贴。雾结果从而获得证明QPAC结束处理组件®40粘贴粘贴制造过程是完美的。最后贴的流变学是非常相似的,如图2所示,比较了压力和粘度的反应最后一贴。一个微妙的变化的粘度' A '和QPAC之间的反应®40个样品相比,“B”样本/ 0.25 s1剪切速率,同时显著变化被认为每个个体的应激反应粘贴样本。这是由于在贴的存在不同的组件,如玻璃材料,银粉粒子形状和大小的变化,其他添加剂,一般有机成分。欧洲杯足球竞彩
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图2。粘度(左)和压力(右)与剪切速率的厚膜粘贴。
厚膜贴的有机成分应用于太阳能电池的前端架构预测允许保留的几何,但发射的过程中完全删除,这样两个金属和玻璃可以达到最优的最后阶段而不影响阶段形成的机制。图3显示了差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)反应个人的贴在这个分析评估。
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图3。TGA(左)和DSC(右)每个厚膜粘贴的痕迹。在空气中热扫描执行10°C.min1。
这是观察到每个贴都有类似的属性对于溶剂的损失和其他有机成分分解的发作。整体质量变化也类似,但没有发生在相同的温度。粘贴A和B表现出持续的质量损失由于分解到~ 400°C,而QPAC®基于40粘贴展出几乎完全去除温度为300°C。广泛的有机分解保留在粘贴A和B TGA跟踪超过650°C。表4显示了所有的大规模变化比较贴在50°C从300增加到630°C。
表4。TGA的总结比较厚膜粘贴
温度
(°C) |
QPAC®40粘贴
质量(Wt. %) |
粘贴
质量(Wt. %) |
粘贴B
质量(Wt. %) |
| RT |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
| 300年 |
91.0 |
92.3 |
92.6 |
| 350年 |
90.7 |
91.5 |
91.6 |
| 400年 |
90.7 |
90.8 |
91.4 |
| 450年 |
90.7 |
90.8 |
91.5 |
| 500年 |
90.7 |
90.9 |
91.5 |
| 550年 |
90.7 |
90.9 |
91.5 |
| 600年 |
90.7 |
90.8 |
91.5 |
| 630年 |
90.7 |
90.7 |
91.3 |
虽然相似又观察到热流曲线的形状从个别粘贴的热解分析获得样本,热流能量未能出现在相同的热的地区。粘贴在QPAC®40,有人看见一个放热峰在280°C, A和B在粘贴,放热旅行被认为在335°C和310°C,分别加上额外的分解女儿温升对这些温度。最后,A和B都贴了一个信号约600°C,有关TGA质量亏损0.1至0.2 Wt. %,显示出强烈的碳质残留物经历最终分解热剖面。热流数据显示了个体的差异粘贴样本经历相同的热剖面(图4)。
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图4。表示能量变化率的曝光期间每个粘贴样本相同的线性热剖面在空气中。
化妆品和微观结构
扫描电子显微镜的手指线和母线的平面视图完成发射和打印的晶片,同样是手指的断裂截面线。相同地区的母线和手指行了从个人组发射和印刷代表个人粘贴的晶片类型。从这些结果代表图像如图5所示。从列1和2的图像,可以确定线宽度84µm, 95µm和105µm QPAC®- - - - - -基于粘贴,粘贴,粘贴B分别。当手指线和母线受到高放大倍数的分析、孔隙/无效的主要区别是发射和印刷表面特性的集中每个粘贴样本(列3,图5)。在最后的批量行个人粘贴样本,没有观察到化妆品主要差异。
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图5。扫描电镜的图像从每个手指行粘贴(解雇)。
手指线条的fracture-cross部分从个体粘贴样本所示列4和5的图5。事实上,5000 x放大图像出现在列5显示标记粘贴A和B和QPAC之间变化®基于40粘贴。在粘贴A和B,密集的截面孔隙/空白空间的手指行身体从晶片界面的所有表面的手指。相反,高级接口属性出现在A和B之间的晶片粘贴和导电的手指。的QPAC®40粘贴,没有孔隙/孔隙空间的手指线的身体,但可怜的接口是在晶片界面和导电的手指。
电气和可靠性测试
相比个人贴的电气测试数据分析如表5所示。“Suns-VOC“数据显示密切相似的结果单独粘贴样本的分析。
表5所示。总结电气测试结果
| 参数 |
单位 |
样本 |
| QPAC®基于40粘贴 |
粘贴 |
粘贴B |
| Suns-VOC |
| 伪效率 |
(%) |
18.0% |
18.5% |
18.5% |
| 讨论 |
(%) |
79.4% |
81.3% |
81.0% |
| R分流器 |
(Ω厘米2、安装) |
1952.7 |
150000年 |
4031年 |
| 理想的因素 |
1太阳 |
1.01 |
1.08 |
1.08 |
| 0.1太阳 |
1.60 |
1.16 |
1.24 |
| JO1群 |
(A.cm2x10-12年) |
2.20 |
2.20 |
2.10 |
| JO2 |
(A.cm2x10-12年) |
6.70 |
3.10 |
3.16 |
| 接触电阻 |
| 表面电阻率 |
(Ω/平方) |
73.2 |
74.1 |
73.7 |
| 接触电阻 |
(Ω) |
14.85 |
0.03 |
0.02 |
| 传输长度 |
(厘米) |
0.2014 |
0.0004 |
0.0004 |
| 接触电阻率 |
(Ω厘米2) |
2.96769 |
0.0001 |
0.00001 |
| 适合 |
R2 |
0.997 |
1.000 |
1.000 |
| 灯电流-电压性能 |
| VOc |
(V) |
0.608 |
0.615 |
0.613 |
| JSC |
(mA.cm2) |
37.65 |
36.61 |
36.35 |
| FF |
(%) |
66.7 |
78.7 |
79.6 |
| 效率 |
(%) |
15.29 |
17.70 |
17.74 |
| R系列 |
(Ω厘米2) |
2.88 |
0.65 |
0.54 |
| R分流器 |
(Ω厘米2) |
8433年 |
2385年 |
1218年 |
1-Sun理想因子或m因素表明更好的性能相比,粘贴A或B,表现出更强的结蚀刻对QPAC®基于粘贴样本。接触电阻的结果总结在表5显示可再生的结薄层电阻,电阻率和接触电阻显示贫穷的性能相比,粘贴或b。这些数据表明,QPAC®40粘贴样本没有充分扩散到晶片,从而证实了每个SEM的结果。粘贴A和B显示了优良的性能。同样,QPAC®40粘贴样本有可取的特点,但减少结蚀刻。
结论
前面的太阳能电池厚膜粘贴示例是使用清洁粘结剂系统开发。与其他贴贴的属性比较商业化的市场,和有几乎相同的属性,如雾、流变学、固体加载。热分析的商业系统,与粘贴样本,表明前者分解范围宽,剩余碳质材料的存在高达630°C,而QPAC®基于40粘贴提供完整的有机相输家300°C的空气。也做的比较的最终微观结构和表面特性和印刷结构开火太阳能电池的前端。而商业粘贴样本相似的电气测试基于QPAC®40粘贴表现出优秀的品质但电气性能表现很差由于减少结蚀刻。然而,如果不同的玻璃配方中使用的组件,这种限制可以解决。
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