焊帶腐蝕黃變分析ppt課件

1、組件材料中匯流條黃變組件材料中匯流條黃變2010-8-26;.;. 相關(guān)背景 試驗設(shè)計與SEM結(jié)果分析01相關(guān)背景相關(guān)背景;. 光伏涂錫焊帶的種類和性質(zhì) 匯流條黃變對組件性能的影響41.1 1.1 光伏涂錫焊帶的種類和性質(zhì)光伏涂錫焊帶的種類和性質(zhì)l 涂錫光伏焊帶一般是采用浸鍍法在銅基材上鍍覆一層 錫基合金。根據(jù)鍍層錫基合金的成份不同，其性質(zhì)會有變化，可以分為很多種類。導電性能可焊接性ROHS 指 令無鉛焊帶有鉛焊帶4All rights reserved.互連條和匯流條互連條和匯流條光伏涂錫焊帶作為連接電池片和收集載流子的載體，對組件的整體性能有很大的影響。按作用分為互連條和匯流條兩種。互連條

2、：連接電池片和收集載流子的導體，寬度要求與主柵線一致，首先保證其良好的機械性能和可焊性。（有鉛）（有鉛）匯流條：用來連接電池串，外部電路以及匯集載流子的導體。對機械性能和焊接性可適當放寬要求，但對導電性要求較高。（無鉛）（無鉛）5All rights reserved.與其他組件材料的匹配性與其他組件材料的匹配性熱循環(huán)試驗熱循環(huán)試驗 確定由于承受溫度重復變化而引起組件中焊帶與其他材料的熱失配度。濕濕-凍試驗凍試驗 確定組件中的焊帶承受高溫、高濕之后以及隨后零下溫度影響的能力濕濕-熱試驗熱試驗 確定組件中的焊帶承受長期濕氣滲透的能力室外暴曬試驗室外暴曬試驗熱斑耐久試驗熱斑耐久試驗 為了確保組件的

3、整體性能，需要對焊帶與其他組件材料在各種環(huán)境下的匹配性進行測試6All rights reserved.濕熱試驗發(fā)現(xiàn)大量匯流條黃變 在進行大量濕熱試驗后，無鉛SnAgCu焊帶明顯比SnPb焊帶出現(xiàn)黃變的概率要大，無鉛焊帶的耐腐蝕性能要較差于錫鉛焊帶。7All rights reserved.匯流條黃變可能對組件的影響l 由于腐蝕薄膜的形成造成焊帶黃變，顏色與初始焊帶有很大不同，使焊帶具有“臟的”非商品的外表，很不美觀，在很大程度上會影響組件產(chǎn)品的信譽l 腐蝕薄膜層對焊帶的導電性的影響，可能會導致導電性比初始焊帶要差得多，所以鍍件連接面接觸電阻會增大，對于連接外部電路的二極管就會帶來接觸不良的影

4、響，特別是在接插不夠緊固情況下，就更為突出l 焊帶被腐蝕后，對組件的維修會造成較大困難l 焊帶被腐蝕后，影響組件的輸出功率。8All rights reserved.02試驗設(shè)計與結(jié)果分析試驗設(shè)計與結(jié)果分析All rights reserved.相關(guān)試驗設(shè)計的思路相關(guān)試驗設(shè)計的思路背板的透水性不好導致大氣中的水汽滲入組件內(nèi)部，焊帶與水汽接觸，引起焊帶本身發(fā)生電化學腐蝕。EVA在雙85試驗或者類似環(huán)境下發(fā)生分解反應產(chǎn)生酸性物質(zhì)乙酸，與焊帶直接發(fā)生反應或者在酸性條件下加劇焊帶的電化學腐蝕。有鉛和無鉛焊帶在相同環(huán)境下發(fā)生黃變的概率有明顯不同。這可能與其成分有關(guān)，不同金屬的平衡電極電位導致腐蝕反應不同

5、。對各種被腐蝕的焊帶進行電阻率的測試，確定焊帶腐蝕前后在電學性能上的變化。10All rights reserved.焊帶的食醋浸泡試驗設(shè)計焊帶的食醋浸泡試驗設(shè)計食醋濃度浸泡時間不同廠家不同規(guī)格的焊帶種類日立（無鉛）太陽（有鉛）太陽(無鉛)斯威克（互連條）純食用香醋1天表面有暗灰色物質(zhì)表面有暗灰色物質(zhì)表面發(fā)黑（相對較嚴重）表面發(fā)黑3天（溶液中大量白色粉）表面暗灰色部分脫落呈亮色表面暗灰色部分脫落呈亮色表面發(fā)黑部分脫落呈亮色表面發(fā)黑顏色均勻7天（溶液中大量白色粉）表面發(fā)黑部分脫落呈亮色表面發(fā)黑部分脫落呈亮色表面發(fā)黑部分脫落呈亮色表面銀黑色且顏色較均勻焊帶在不同濃度的食醋中的顏色變化焊帶在不同濃度

6、的食醋中的顏色變化11All rights reserved.焊帶的食醋浸泡試驗設(shè)計焊帶的食醋浸泡試驗設(shè)計 試驗分析：1、純食醋中直接發(fā)黑，無黃變；2、濃醋酸中先變白或銀黑再出現(xiàn)微黃；3、稀醋酸中焊帶發(fā)黃，與雙85實驗現(xiàn)象類似；5、純醋酸中在暴露空氣處的些許焊帶發(fā)黃。在弱酸環(huán)境下，焊帶發(fā)生電化學腐蝕，出現(xiàn)黃變。酸性濃度較高時，發(fā)生化學腐蝕，直接生成鹽類物質(zhì)12All rights reserved.食醋浸泡試驗設(shè)計食醋浸泡試驗設(shè)計食醋溶液中含有大量其他雜質(zhì)。在實驗現(xiàn)象中很難看出有鉛和無鉛焊帶的差別試驗涉及的化學反應過于復雜，且所有焊帶均放在同一溶液中反應13All rights reserve

7、d.但為何無鉛的匯流條比有鉛的互連條在雙但為何無鉛的匯流條比有鉛的互連條在雙85濕熱試驗的同等環(huán)境濕熱試驗的同等環(huán)境下出現(xiàn)黃變的概率要大下出現(xiàn)黃變的概率要大?14All rights reserved.腐蝕后的焊帶腐蝕后的焊帶SEM圖圖2442+FabroNPC（無鉛）（無鉛）太陽無鉛焊帶（太陽無鉛焊帶（SnAg3Cu0.5）在濃醋酸浸泡后的）在濃醋酸浸泡后的SEM15All rights reserved.2442+FabroNPC（無鉛）的（無鉛）的SEM分析分析ElementWt%At% OK08.4640.62 AgL02.3701.69 SnL89.1757.69ElementWt%

8、At% AgL18.2819.75 SnL81.7280.25 EDS EDS測試出現(xiàn)大量氧元素，焊帶被嚴重腐蝕，生成氧化物或者其他物質(zhì)。測試出現(xiàn)大量氧元素，焊帶被嚴重腐蝕，生成氧化物或者其他物質(zhì)。出現(xiàn)大量點蝕出現(xiàn)大量點蝕,有可能深入有可能深入銅基體。銅基體。16All rights reserved.可能性原因可能性原因從電化學腐蝕的角度分析，在相同環(huán)境下，兩種金屬之間形成的平衡電勢電位差越大，電勢電位低的金屬越容易被腐蝕，標準電極電位標準電極電位( Sn( Sn2+ 2+ -0.136V; -0.136V; PbPb2+ 2+ -0.126V-0.126V）根據(jù)固溶體的形成條件推斷：固根據(jù)

9、固溶體的形成條件推斷：固溶體與主晶體的化學性質(zhì)近似溶體與主晶體的化學性質(zhì)近似錫鉛合金中，兩種固溶體的合錫鉛合金中，兩種固溶體的合金相平衡電極電位相近。金相平衡電極電位相近。相相17All rights reserved.可能性原因可能性原因無鉛含量中焊料的主元素是Sn、Ag和Cu，形成錫基質(zhì)相和Ag3Sn及Cu6Sn5三重相。Sn基質(zhì)固溶體和Sn-Ag或者Sn-Cu化合相之間的平衡電極電位存在較大電勢差。錫基質(zhì)相Ag3Sn或Cu6Sn518All rights reserved.焊帶被腐蝕前后電阻率的測試焊帶被腐蝕前后電阻率的測試焊帶發(fā)黃材料組合電阻率/mm2/m備注背板EVA匯流條（50.22mm）KrempleSTR太陽(無鉛)0.0215與發(fā)黃前無明顯變化ToppanR767NPC（無鉛）0.02192442Sanvic太陽(無鉛)0.02292442（未知）太陽(無鉛)0.02233MF806日立（無鉛）0.0213MSanvicNPC（無鉛）0.022無鉛焊帶濕熱試驗后，表面發(fā)黃時測試的電阻率無鉛焊帶濕熱試驗后，表面發(fā)黃時測試的電阻率 結(jié)果：焊帶發(fā)黃前的電阻率在結(jié)果：焊帶發(fā)黃前的電阻率在0.022mm2/m左右，發(fā)黃后電左右，發(fā)黃后電阻率測試值無明顯變化，說明，焊帶的發(fā)黃對焊帶電性能無明顯阻率測試值無明顯變化，說明，焊帶的發(fā)黃對焊帶電