Co to jest specjalny strumień fotowoltaiczny?

Specjalny strumień fotowoltaicznyodnosi się do klasy chemicznie modyfikowanych środków lutowniczych opracowanych wyłącznie do montażu modułów słonecznych, gdzie w przeciwnym razie konwencjonalne topniki elektroniczne zawiodłyby lub spowodowały-długoterminową degradację. Te związki topnika,-zazwyczaj zero-halogenowe i nie-kalamonowe, organiczne formuły-służą jednemu celowi: umożliwieniu metalurgicznego wiązania pomiędzy taśmami zakładkowymi a stykami ogniw w obrębie linii produkcyjnych-pociągów tabberowych. W przeciwieństwie do standardowych topników PCB, które tolerują gromadzenie się pozostałości, topniki PV wymagają bardzo niskiej zawartości substancji stałych (często poniżej 2%), ponieważ wszelkie zanieczyszczenia pozostawione na powierzchni ogniwa bezpośrednio wpływają na efektywność absorpcji światła.

Oto rzecz. Ogniwa słoneczne nienawidzą brudu. Jeszcze bardziej nienawidzą pozostałości.

Kiedy producenci lutują taśmę miedzianą do płytki krzemowej, nie tylko przyklejają metal do metalu. Elektroda szynowa-ta cienka srebrna linia widoczna na powierzchni ogniwa-musi połączyć się z lutem na taśmie mocującej. Utlenianie zabija to wiązanie, zanim jeszcze się zacznie. Topnik usuwa warstwę tlenku, atakując ją chemicznie, dzięki czemu stopiony lut może faktycznie zwilżyć powierzchnię.

Ale strumień fotowoltaiczny nie jest byle jakim strumieniem.

Standardowe produkty na bazie kalafonii-pozostawiają bursztynową mazię. Dobre dla płytek drukowanych. Katastrofalna dla paneli słonecznych, gdzie każdy centymetr kwadratowy liczy się do uzyskania mocy. A oto, czego większość ludzi nie dostrzega: pozostałości nie tylko blokują światło. Mogą one wywołać korozję elektrochemiczną po latach, szczególnie w ogniwach HJT z ich wrażliwymi warstwami ITO.

Formuła zazwyczaj obejmuje trzy obozy składników działających w niełatwym sojuszu.

Aktywatorydźwigać ciężkie rzeczy. Kwasy organiczne-kwasy dikarboksylowe z łańcuchami węglowymi od C2 do C6-rozkładają tlenki metali w podwyższonych temperaturach. Niektórzy producenci stosują kwas adypinowy. Inni wolą glutarowy. Dokładny przepis? Tajemnica handlowa strzeżona jak receptura Coca-Coli.

Rozpuszczalnikiprzenieś aktywatory tam, gdzie są potrzebne. Dominuje alkohol izopropylowy, ponieważ odparowuje czysto. Istnieją preparaty na bazie wody-, ale wymagają one ostrożniejszego doboru parametrów suszenia. Rozpuszczalniki na bazie glikolu-o temperaturze wrzenia od 120 do 320 stopni pojawiają się w japońskich patentach, oferując wydłużone okna robocze w przypadku wolniejszych linii produkcyjnych.

Potem są dziwne rzeczy. Surfaktanty zmniejszające napięcie powierzchniowe. Dodatki antykorozyjne-. Środki chelatujące, które sekwestrują zbędne jony metali. Zawartość substancji stałych jest obniżana do możliwie najniższego chemicznie celu-czasami sięgającego 1,5%-, ponieważ wszystko, co pozostaje na ogniwie po lutowaniu, jest w zasadzie defektem.

Kolega powiedział mi kiedyś, że spędził sześć miesięcy na optymalizacji receptury topnika, ale produkcja ją odrzuciła, ponieważ pozostałość „wyglądała na mętną w pewnym oświetleniu”. Ogniwa przeszły każdy test elektryczny. Nie miało to znaczenia. Percepcja przewyższyła wydajność.

Lutowanie w PV odbywa się szybko. Żelazo osiąga 300-450 stopni. Czas kontaktu? Idealnie poniżej sekundy.

Ogniwa słoneczne działają jak masywne radiatory. Płytka o średnicy 166 mm wyssie ciepło z grotu lutowniczego, zanim lut w ogóle pomyśli o stopieniu. Dlatego fabryki używają podgrzewanych płyt-podgrzewających ogniwo do temperatury około 150 stopni, dzięki czemu różnica temperatur nie jest tak drastyczna.

Strumień musi pozostać aktywny przez cały czas trwania tego nadużycia termicznego. Zbyt lotny i wypala się zanim lutowie wypłynie. Zbyt stabilny i zwęgla się do pozostałości czarnego węgla. W przypadku większości preparatów komercyjnych optymalny punkt mieści się w zakresie aktywacji około 180-220 stopni, chociaż nowsze niskotemperaturowe lutowie bizmutowe (Bi58Sn42, topiący się w temperaturze 138 stopni) wymagają przeformułowania topników z łagodniejszymi krzywymi aktywacji.

Wstępne podgrzewanie taśm po zanurzeniu topnika-od 50 do 130 stopni, zgodnie z zaleceniami większości producentów, służy dwóm celom. Usuwa tlenki powierzchniowe jednocześnie usuwając nadmiar rozpuszczalnika. Pomiń ten krok, a otrzymasz rozpryskiwanie. Odgazowanie. Pustki w złączu lutowniczym.

Tabber-maszyny do naciągania natryskowo lub zanurzeniowo. To wszystko.

Topnik natryskowy zapewnia precyzję, ale wymaga starannej konserwacji dyszy. Zatkane otwory oznaczają nierówne pokrycie. Zanurzanie w pianie zapewnia grubsze, bardziej jednolite powłoki, ale marnuje więcej topnika.

Do-napraw wykonywanych ręcznie, istnieją prototypy badawczo-rozwojowe-topnika. Sprężynowe-filcowe końcówki, które odprowadzają strumień na taśmę z przyzwoitą kontrolą. Jeden z producentów reklamuje, że jego pióro może przepuszczać 20-30 ogniw w tubce. Brzmi nieźle, jeśli nie utopisz komórek.

Ciężar właściwy ma większe znaczenie, niż się ludziom wydaje. Topnik pozostawiony w otwartym zbiorniku przez 50+ godzin gromadzi zanieczyszczenia i nierównomiernie odparowuje rozpuszczalniki. Aktywność się zmienia. Nagle czas moczenia się podwaja i nikt nie rozumie, dlaczego wzrosła liczba odrzuceń.

Komórki heterozłączowe są koszmarem dla twórców strumienia.

Tradycyjne ogniwa TOPCon radzą sobie z ekspozycją na strumień bez dramatyzmu. Warstwy pasywacyjne to eliminują. HJT? Zupełnie inna historia. Warstwy tlenku indu i cyny (ITO),-przezroczyste warstwy przewodzące otaczające amorficzny krzem,-reagują gwałtownie z określonymi składami chemicznymi topnika.

Badania opublikowane na początku tego roku wykazały, że ogniwa HJT degradują wydajność o 55–61% już po 50 godzinach ekspozycji na topnik w temperaturze 85 stopni. Brak wilgoci. Tylko pozostałości topnika wnikające do ITO. Pojawiły się pęknięcia. Peeling. Porowatość metalizacji umożliwiła topnikowi penetrację głębiej, niż ktokolwiek oczekiwał.

Co gorsza: przednie i tylne warstwy ITO nie są identyczne. Różne cele rozpylania, różne poziomy dopingu. Strumień, który jest łagodny z przodu, może zniszczyć tył.

Przemysł tego nie rozwiązał. Nie bardzo. Aktualną najlepszą praktyką jest wyczerpujące testowanie kompatybilności strumienia wykraczające poza to, co obiecują arkusze danych.

W każdym arkuszu danych strumienia fotowoltaicznego widnieje informacja „bezhalogenowa-”. Nie tylko dlatego, że brzmi zielono.

Halogeny-chlor, brom, fluor-są doskonałymi aktywatorami. Szybko i całkowicie usuwają tlenki. Pozostawiają również pozostałości jonowe, które przyciągają wilgoć i przyspieszają korozję. W elektronice, która żyje w pomieszczeniu przez pięć lat, może być do zaakceptowania. W modułach słonecznych pieczących się na dachach przez 25+ lat? Absolutnie nie.

System klasyfikacji IPC J-STD-004B wyznacza poziomy aktywności strumienia od L (niski) do H (wysoki). Większość topników fotowoltaicznych jest ukierunkowana na ROL0 lub równoważny brak-czystych oznaczeń-bez kalafonii, o niskiej aktywności i zerowej zawartości halogenu. Wystarczająco agresywny, aby oczyścić taśmę z utlenionej miedzi, wystarczająco łagodny, aby pozostawić komórki w nieskazitelnym stanie kosmetycznym.

Od czasu do czasu wspomina się o zgodności z dyrektywą RoHS, ale w tym momencie to kwestia dyskusyjna.

Złe połączenia lutowane w modułach fotowoltaicznych ujawniają się w testach EL jako ciemne plamy lub nieaktywne obszary ogniw. Korzeń powoduje ślady prowadzące do awarii strumienia częściej, niż ludzie się przyznają.

Odwilżanie

ma miejsce, gdy pokrycie strumienia jest niewystarczające. Lut skleja się, zamiast płynąć. Widoczne pod mikroskopem jako przerywane linie wzdłuż szyny zbiorczej.

Zimne stawy

występuje, gdy żelazo nie przekazuje wystarczającej ilości ciepła, zanim topnik się wypali. Warstwa międzymetaliczna,-która jest kluczową strefą o grubości 1-2 mikronów, w której miedź i cyna wzajemnie się przenikają, nigdy nie tworzą się prawidłowo. Złącza te przechodzą wstępne testy, ale po kilkuset cyklach ulegają uszkodzeniu termicznemu.

Barwienie pozostałości

może nie mieć wpływu na wydajność elektryczną, ale powoduje skargi klientów. Producenci kontraktowi przekonali się o tym na własnej skórze. Nawet technicznie doskonałe komórki są odrzucane, jeśli „wyglądają na brudne”.

Mikropęknięcia-

pochodzi z naprężenia termicznego, a nie strumienia jako takiego, ale słaba wydajność strumienia pogarsza to. Dłuższe czasy kontaktu oznaczają większe zróżnicowanie rozszerzalności taśmy miedzianej i podłoża krzemowego. Pęknięcia rozprzestrzeniają się podczas laminowania i są niewidoczne aż do upływu lat, kiedy moc wyjściowa w tajemniczy sposób spada.

Jeśli oceniasz strumień fotowoltaiczny, oto, co powinien zawierać arkusz danych:

Zawartość substancji stałych: poniżej 3%, najlepiej około 2%. Zawartość halogenu: Zero. Nie podlega-negocjacjom. Zakres temperatury roboczej: powinien pasować do stopu lutowniczego-SnPb przy temperaturze topnienia 183 stopni, SnAg przy 221 stopniach, Bi58Sn42 przy 138 stopniach. Czas zwilżania: Najszybszy możliwy. Sub-sekundy w temperaturze roboczej. Ciężar właściwy: Do monitorowania stężenia w zbiorniku. Okres przydatności do spożycia: Zwykle 12 miesięcy w lodówce, ale należy to sprawdzić.

Czego nie powie ci arkusz danych: jak faktycznie działa strumieńtwójmetalizacja komórek,twójdostawca wstążek,twójparametry procesu. Testy pilotażowe są obowiązkowe.

Photovoltaic Special Flux

Bio-formuły topników zyskują na popularności. Produkty wykorzystujące bio-etanol zamiast rozpuszczalników petrochemicznych zawierają do 95% zawartości bio-zgodnie z normą DIN EN 16785-2. Zmniejsza się ślad węglowy. Czas pokaże, czy klienci zapłacą za to premię.

Większym problemem środowiskowym jest ołów. Stopy lutownicze SnPb nadal dominują w montażu modułów fotowoltaicznych pomimo-wyłączenia obaw związanych z dyrektywą RoHS, ponieważ-zamienniki niezawierające ołowiu nie wykazały niezawodności przez 25-lat. To się powoli zmienia. Stopy zawierające bi są obiecujące. Chemia topnika ewoluuje równolegle.

Strumień fotowoltaiczny nie jest efektowny. Jest to materiał eksploatacyjny, który znika w procesie lutowania, pozostawiając (idealnie) jedynie solidne połączenie elektryczne. Jednak niezawodność modułu zależy od prawidłowego działania tej chemii.

Standardowe produkty branżowe-Kester 952-S, Superior 312-PVA, różne formuły Emil Otto i Stannol sprawdziły się w miliardach komórek. Nowi uczestnicy zgłaszają innowacje w zakresie szybkości zwilżania, przejrzystości pozostałości lub profilu środowiskowego. Wszystkie ważne wyróżniki.

Co się liczy: poznaj konkretną technologię ogniw, przetestuj wyczerpująco i nie zakładaj, że strumień, który działał idealnie w ogniwach PERC, będzie zachowywał się identycznie w HJT lub TOPCon. Metalizacja jest inna. Wrażliwość jest inna. Tryby awarii są różne.

I zakrywaj zbiorniki z topnikiem.