Що таке фотоелектричний спеціальний потік?

Фотоелектричний спеціальний потіквідноситься до класу хімічно розроблених паяльних агентів, розроблених виключно для складання сонячних модулів, де звичайні електронні потоки в іншому випадку вийшли б з ладу або спричинили б -тривалу деградацію. Ці флюсові сполуки-зазвичай без{3}}галогенів, не-каніфольні органічні склади-служать єдиній меті: уможливлюють металургійний зв’язок між стрічками та контактними елементами в межах виробничих ліній стрічки табер-. На відміну від стандартних ПХД-флюсів, які допускають накопичення залишків, ФВ-флюси вимагають наднизького вмісту твердих речовин (часто нижче 2%), оскільки будь-яке забруднення, що залишається на поверхні клітини, безпосередньо впливає на ефективність поглинання світла.

Ось у чому річ. Сонячні елементи ненавидять бруд. Вони ще більше ненавидять залишки.

Коли виробники припаюють мідну стрічку до кремнієвої пластини, вони не просто приклеюють метал до металу. Електрод збірної шини-та тонка срібляста лінія, яку ви бачите на поверхні елемента-, має з’єднатися з припоєм на стрічкі з язиком. Окислення вбиває цей зв’язок ще до його початку. Флюс видаляє цей оксидний шар, хімічно атакуючи його, щоб розплавлений припій міг фактично змочити поверхню.

Але фотоелектричний потік — це не просто потік.

Стандартні продукти на основі-каніфолі залишають бурштиновий наліт. Добре підходить для друкованих плат. Катастрофа для сонячних панелей, де кожен квадратний сантиметр зараховується до вихідної потужності. І ось що більшість людей пропускає: залишки не просто блокують світло. Вони можуть викликати електрохімічну корозію через багато років, особливо в елементах HJT з їх чутливими шарами ITO.

Рецептура зазвичай включає три табори інгредієнтів, що працюють у непростому союзі.

активаторивиконувати важку роботу. Органічні кислоти-дикарбонові кислоти з вуглецевими ланцюгами від C2 до C6-розщеплюють оксиди металів за підвищених температур. Деякі виробники використовують адипінову кислоту. Інші віддають перевагу глутарову. Точний рецепт? Комерційна таємниця, яка охороняється, як формула Coca-Cola.

Розчинникивіднести активатори туди, де вони потрібні. Домінує ізопропіловий спирт, оскільки він чисто випаровується. Склади на водній- основі існують, але вимагають більш ретельного поводження з параметрами сушіння. Розчинники на основі гліколю- з температурою кипіння від 120 до 320 градусів з’являються в японських патентах, пропонуючи розширені робочі вікна для повільніших виробничих ліній.

Тоді є дивні речі. Поверхнево-активні речовини, що знижують поверхневий натяг. Антикорозійні добавки. Хелатні агенти, які поглинають іони блукаючих металів. Вміст твердих частинок знижується до хімічно практичного мінімуму-іноді досягає 1,5%-оскільки все, що залишилося на комірці після спаювання, по суті, є дефектом.

Одного разу один колега сказав мені, що витратив шість місяців на оптимізацію формули флюсу лише для того, щоб виробництво її відхилило, оскільки залишок «виглядав каламутним при певному освітленні». Клітини пройшли всі електричні випробування. Не мало значення. Сприйняття перевершило продуктивність.

Пайка в PV відбувається швидко. Праска досягає 300-450 градусів. Час контакту? В ідеалі менше секунди.

Сонячні елементи діють як масивні радіатори. 166-міліметрова пластина відсмоктує тепло від паяльного наконечника ще до того, як припій навіть подумає про розплавлення. Ось чому фабрики використовують підігріті плити під-попереднім нагріванням камери до, можливо, 150 градусів, щоб різниця температур не була такою жорстокою.

Потік повинен залишатися активним протягом цього теплового впливу. Занадто летючий і згорає до того, як припій потече. Надто стабільний, і він обвуглюється в сажу. Оптимальний діапазон активації становить 180{4}}220 градусів для більшості комерційних складів, хоча нові низькотемпературні вісмутові припої (Bi58Sn42, плавлення при 138 градусах) вимагають змінених флюсів із більш м’якими кривими активації.

Попереднє нагрівання стрічок після занурення флюсу-від 50 градусів до 130 градусів, як рекомендовано більшістю виробників, служить подвійним цілям. Видаляє поверхневі оксиди, одночасно видаляючи надлишки розчинника. Пропустіть цей крок, і ви отримаєте бризки. Дегазація. Порожнечі в паяному з’єднанні.

Машини Tabber-stringer розпилюють або занурюють. Ось і все.

Розпилюваний флюс забезпечує точність, але вимагає ретельного обслуговування сопла. Забиті отвори означають непостійне покриття. Занурення в піну забезпечує більш товсті, однорідні шари, але витрачає більше флюсу.

Для ручного{0}}ремонту існують прототипи науково-дослідних{1}}флюсових ручок. Пружинні-фетрові наконечники, які добре контролюють рух стрічки. Один виробник рекламує, що їх ручка може флюсувати 20-30 клітин в трубці. Звучить приблизно правильно, якщо ви не топите клітини.

Питома вага має більше значення, ніж люди думають. Флюс, що знаходиться у відкритому резервуарі протягом 50+ годин, накопичує сміття та нерівномірно випаровує розчинники. Діяльність змінюється. Раптом ваш час змочування подвоюється, і ніхто не розуміє, чому різко зросли показники відхилення.

Гетероперехідні комірки - це кошмар для розробників флюсу.

Традиційні осередки TOPCon справляються з експозицією потоку без драм. Шари пасивації відкидають це. HJT? Зовсім інша історія. Ці шари оксиду індію та олова (ITO) -прозорі провідні плівки, що містять аморфний кремній-, бурхливо реагують із певними хімічними речовинами потоку.

Дослідження, опубліковані на початку цього року, показали, що клітини HJT деградують на 55-61% ефективності лише після 50 годин впливу потоку при 85 градусах. Вологи немає. Просто залишки флюсу в’їдаються в ITO. З'явилися тріщини. Пілінг. Пористість металізації дозволила флюсу проникнути глибше, ніж хтось очікував.

Що ще гірше: передній і задній шари ITO не ідентичні. Різні мішені для розпилення, різні рівні легування. Потік, доброякісний на передній частині, може спустошити задню.

Промисловість цього не вирішила. Не дуже. Поточна найкраща практика — це вичерпне тестування на сумісність потоків, що перевищує те, що обіцяють таблиці даних.

«Без{0}}галогенів» відображається на кожній таблиці даних PV flux. Не тільки тому, що звучить зелено.

Галогени-хлор, бром, фтор-є чудовими активаторами. Вони швидко і повністю видаляють оксиди. Вони також залишають іонні залишки, які притягують вологу та прискорюють корозію. Для електроніки, яка живе в приміщенні протягом п’яти років, можливо, прийнятно. У сонячних модулях, які випікаються на дахах 25+ років? Абсолютно ні.

Система класифікації IPC J-STD-004B позначає рівні активності потоку від L (низький) до H (високий). Більшість фотоелектричних потоків націлені на ROL0 або еквівалентні без{5}}чисті позначення-без каніфолі, з низькою активністю, без галогенів. Достатньо агресивний, щоб очистити окислену мідну стрічку, достатньо м’який, щоб залишити клітини косметично незайманими.

Час від часу згадується про відповідність вимогам RoHS, але на даний момент це питання.

Погані паяні з’єднання фотоелектричних модулів проявляються під час тестування EL як темні плями або неактивні ділянки осередків. Корінні причини сходять до збоїв потоку частіше, ніж люди визнають.

Зневоложення

трапляється, коли покриття потоку недостатнє. Припій кульками вгору, а не тече. Видно під мікроскопом як переривчасті лінії вздовж шини.

Холодні суглоби

виникає, коли залізо не передає достатньо тепла, перш ніж флюс згорить. Інтерметалічний шар-та важлива 1-2 мікронна зона, де дифундують мідь і олово, ніколи не утворюється належним чином. Ці з’єднання проходять початкове випробування, але через кілька сотень циклів виходять з ладу.

Фарбування залишків

може не впливати на електричні характеристики, але викликає скарги клієнтів. Контрактні виробники засвоїли це на своєму досвіді. Навіть технічно ідеальні клітини відкидаються, якщо вони «виглядають брудними».

Мікро-розтріскування

походить від термічної напруги, а не від потоку як такого, але погана продуктивність потоку посилює його. Довший час контакту означає більше диференціальне розширення між мідною стрічкою та кремнієвою підкладкою. Тріщини поширюються під час ламінування, невидимі до тих пір, поки через роки потужність таємничим чином не впаде.

Якщо ви оцінюєте фотоелектричний потік, ось що вам має сказати таблиця даних:

Вміст твердих речовин: менше 3%, в ідеалі близько 2%. Вміст галогенів: нуль. Не-підлягає обговоренню. Діапазон робочих температур: має підтримувати ваш припійний сплав-SnPb при 183 градусах плавлення, SnAg при 221 градусі, Bi58Sn42 при 138 градусах. Час змочування: Найшвидше. До-секунди при робочій температурі. Питома вага: для моніторингу концентрації в баку. Термін придатності: зазвичай 12 місяців у холодильнику, але перевірте.

Те, про що вам не скаже таблиця даних: як насправді працює флюсвашметалізація клітин,вашпостачальник стрічки,вашпараметри процесу. Пілотне тестування є обов'язковим.

Photovoltaic Special Flux

Біо-флюсові формули набувають популярності. Згідно зі стандартом DIN EN 16785-2 продукти, у яких використовується біо-етанол замість нафтохімічних розчинників, мають до 95% вмісту біо-. Вуглецевий слід зменшується. Чи платять клієнти за це премії, ще належить з’ясувати.

Більше екологічне питання – свинець. Сплави припою SnPb досі домінують у фотоелектричних збірках, незважаючи на занепокоєння RoHS-звільнення від них, оскільки альтернативи,-без свинцю, не підтвердили 25-річну надійність. Це повільно змінюється. Бі-вмісні сплави є перспективними. Хімія флюсу розвивається паралельно.

Фотоелектричний потік не є гламурним. Це витратний матеріал, який зникає в процесі пайки, не залишаючи (в ідеалі) нічого, крім надійного електричного з’єднання. Однак надійність модулів залежить від правильного поєднання цих елементів.

Промислові стандартні продукти-Kester 952-S, Superior 312-PVA, різні склади Еміля Отто та Станнола зарекомендували себе на мільярдах клітин. Нові учасники заявляють про інновації у швидкості змочування, прозорості залишків або екологічному профілі. Усі допустимі диференціатори.

Що важливо: розумійте свою конкретну технологію осередків, вичерпно тестуйте та не припускайте, що потік, який ідеально працював на осередках PERC, поводитиметься однаково на HJT або TOPCon. Металізація різна. Чутливість різна. Режими відмови різні.

І тримайте резервуари для флюсу закритими.