Ce este fluxul special fotovoltaic?

Flux special fotovoltaicse referă la o clasă de agenți de lipit proiectați chimic, formulați exclusiv pentru asamblarea modulelor solare, în care fluxurile electronice convenționale ar eșua sau ar provoca degradarea-pe termen lung. Acești compuși de flux-de obicei zero-formulări organice fără-colofoniu-servesc un scop unic: permiterea legăturii metalurgice dintre benzile de fixare și contactele celulare în cadrul liniilor de producție de tip tabber-stringer. Spre deosebire de fluxurile standard de PCB care tolerează acumularea de reziduuri, fluxurile fotovoltaice necesită conținut de solid ultrascăzut (adesea sub 2%), deoarece orice contaminare rămasă pe suprafața celulei are un impact direct asupra eficienței absorbției luminii.

Iată chestia. Celulele solare urăsc murdăria. Urăsc și mai mult reziduurile.

Când producătorii lipesc o panglică de cupru pe o napolitană de siliciu, ei nu doar lipesc metal de metal. Electrodul barei colectoare-acea linie argintie subțire pe care o vedeți pe suprafața unei celule-trebuie să se lipească cu lipitura de pe panglica cu filet. Oxidarea distruge această legătură înainte de a începe. Fluxul îndepărtează acel strat de oxid, atacându-l chimic, astfel încât lipitul topit să poată umezi suprafața.

Dar fluxul fotovoltaic nu este orice flux.

Produsele standard pe bază de-colofoniu lasă în urmă gumă de chihlimbar. Bine pentru plăci de circuite. Catastrofal pentru panourile solare, unde fiecare centimetru pătrat contează pentru puterea de ieșire. Și iată ce le lipsește majoritatea oamenilor: reziduurile nu blochează doar lumina. Ele pot declanșa coroziunea electrochimică ani în urmă, în special în celulele HJT cu straturile lor sensibile de ITO.

Formularea implică de obicei trei tabere de ingrediente care lucrează într-o alianță neplăcută.

Activatoriface grele. Acizii organici-acizii dicarboxilici cu lanțuri de carbon variind de la C2 la C6-descompun oxizii metalici la temperaturi ridicate. Unii producători folosesc acid adipic. Alții preferă glutaric. Rețeta exactă? Secret comercial, păzit ca formula Coca-Cola.

Solvențitransportați activatorii acolo unde sunt necesari. Alcoolul izopropilic domină deoarece se evaporă curat. Formulările pe bază de apă-există, dar necesită o manipulare mai atentă a parametrilor de uscare. Solvenții pe bază de glicol-cu puncte de fierbere între 120 și 320 de grade apar în brevetele japoneze, oferind ferestre de lucru extinse pentru liniile de producție mai lente.

Apoi mai sunt lucrurile ciudate. Surfactanți care reduc tensiunea superficială. Aditivi anti-corozivi. Agenți de chelare care sechestrează ionii de metal vagabond. Conținutul de solide este împins cât mai puțin posibil din punct de vedere chimic-atingând uneori 1,5%-deoarece tot ce rămâne pe celulă după lipire este în esență un defect.

Odată, un coleg mi-a spus că a petrecut șase luni optimizând o formulă de flux doar pentru ca producția să o respingă, deoarece reziduul „părea tulbure sub anumite lumini”. Celulele au trecut fiecare test electric. Nu conta. Percepția a depășit performanța.

Lipirea în PV are loc rapid. Fierul de călcat atinge 300-450 de grade. Ora de contact? Ideal sub o secundă.

Celulele solare acționează ca radiatoare masive. O napolitană de 166 mm va aspira căldura din vârful de lipit înainte ca lipitul să se gândească măcar la topire. De aceea, fabricile folosesc plăci încălzite sub-preîncălzirea celulei la poate 150 de grade, astfel încât diferența de temperatură să nu fie atât de brutală.

Fluxul trebuie să rămână activ pe tot parcursul acestui abuz termic. Prea volatil și se arde înainte ca lipirea să curgă. Prea stabil și se carbonizează în reziduuri de carbon negru. Punctul dulce se află în jurul intervalului de activare de 180-220 de grade pentru majoritatea formulărilor comerciale, deși lipiturile mai noi cu bismut la temperatură joasă (Bi58Sn42, care se topesc la 138 de grade) necesită fluxuri reformulate cu curbe de activare mai blânde.

Preîncălzirea benzilor după scufundarea fluxului-50 de grade până la 130 de grade, așa cum este recomandat de majoritatea producătorilor, are un scop dublu. Îndepărtează oxizii de suprafață în timp ce elimină excesul de solvent. Treci peste acest pas și primești stropi. Degazare. Goluri în îmbinarea de lipit.

Aparatele Tabber-pentru a pulveriza sau scufundă. Asta este.

Fluxarea prin pulverizare oferă precizie, dar necesită o întreținere atentă a duzei. Orificiile înfundate înseamnă acoperire inconsistentă. Scufundarea cu spumă oferă straturi mai groase și mai uniforme, dar risipește mai mult flux.

Pentru lucrări manuale-reparații, există prototipuri de cercetare și dezvoltare-pixuri cu flux. Varfuri de pâslă încărcate cu arc-care curg pe panglică cu un control decent. Un producător anunță că stiloul lor poate fluxa 20-30 de celule per tub. Sună bine dacă nu îneci celulele.

Gravitatea specifică contează mai mult decât cred oamenii. Fluxul care stă într-un rezervor deschis timp de 50+ ore acumulează resturi și evaporă solvenții în mod neuniform. Activitatea se schimbă. Dintr-o dată timpul de udare se dublează și nimeni nu înțelege de ce ratele de respingere au crescut.

Celulele heterojoncții sunt un coșmar pentru formulatorii de flux.

Celulele tradiționale TOPCon gestionează expunerea la flux fără dramatism. Straturile de pasivare ridică din umeri. HJT? Cu totul alta poveste. Acele straturi de oxid de indiu staniu (ITO)-filmele conductoare transparente care formează sandwich cu siliciul amorf-reacționează violent cu anumite chimie de flux.

Cercetările publicate la începutul acestui an au arătat că celulele HJT se degradează cu o eficiență de 55-61% după doar 50 de ore de expunere la flux la 85 de grade. Nu există umiditate. Doar reziduul de flux care mănâncă în ITO. Au apărut crăpăturile. Peeling. Porozitatea metalizării a permis fluxului să pătrundă mai adânc decât se aștepta oricine.

Ce face acest lucru mai rău: straturile ITO din față și din spate nu sunt identice. Diferite ținte de pulverizare, diferite niveluri de dopaj. Un flux care este benign pe față ar putea devasta spatele.

Industria nu a rezolvat asta. Nu chiar. Cele mai bune practici actuale sunt testarea exhaustivă a compatibilității fluxului dincolo de ceea ce promit fișele de date.

„Fără halogen-” apare pe fiecare fișă de date privind fluxul fotovoltaic. Nu doar pentru că sună verde.

Halogenii-clorul, bromul, fluorul-fac activatori excelenți. Îndepărtează oxizii rapid și complet. De asemenea, lasă în urmă reziduuri ionice care atrag umezeala și accelerează coroziunea. În electronice care trăiesc în interior timp de cinci ani, poate acceptabil. În modulele solare care se coace pe acoperișuri timp de 25+ ani? Absolut nu.

Sistemul de clasificare IPC J-STD{-004B desemnează nivelurile de activitate ale fluxului de la L (scăzut) la H (ridicat). Majoritatea fluxurilor fotovoltaice vizează ROL0 sau denumiri echivalente fără-curate-fără colofoniu, activitate scăzută, zero halogen. Suficient de agresiv pentru a curăța panglica de cupru oxidat, suficient de blând pentru a lăsa celulele curate din punct de vedere cosmetic.

Conformitatea RoHS este menționată ocazional, dar asta este miza de masă în acest moment.

Îmbinările de lipire proaste din modulele fotovoltaice apar în testarea EL ca pete întunecate sau regiuni celulare inactive. Cauzele rădăcină urmăresc defecțiunile fluxului mai des decât recunosc oamenii.

Dezumidificare

se întâmplă atunci când acoperirea fluxului este insuficientă. Materialul de lipit se ridică în loc să curgă. Vizibil la microscop ca linii întrerupte de-a lungul barei colectoare.

Articulații reci

apar atunci când fierul de călcat nu transferă suficientă căldură înainte ca fluxul să dispară. Stratul intermetalic-acea zonă crucială de 1-2 microni în care cuprul și staniul se interdifuzează nu se formează niciodată corect. Aceste îmbinări trec testul inițial, dar nu eșuează termic după câteva sute de cicluri.

Colorarea reziduurilor

ar putea să nu afecteze performanța electrică, dar declanșează plângeri ale clienților. Producătorii contractuali au învățat acest lucru pe calea grea. Chiar și celulele perfecte din punct de vedere tehnic sunt respinse dacă „par murdare”.

Micro-crăpare

provine din stresul termic, nu din flux în sine, dar performanța slabă a fluxului o exacerbează. Timpi de contact mai lungi înseamnă o expansiune mai diferențială între banda de cupru și substratul de siliciu. Fisurile se propagă în timpul laminării, invizibile până ani mai târziu, când puterea de ieșire scade în mod misterios.

Dacă evaluați un flux fotovoltaic, iată ce ar trebui să vă spună fișa de date:

Conținut solid: Sub 3%, ideal în jur de 2%. Conținut de halogen: zero. Ne-negociabil. Interval de temperatură de funcționare: ar trebui să găzduiască aliajul de lipit-SnPb la 183 de grade, SnAg la 221 de grade, Bi58Sn42 la 138 de grade. Timp de umezire: Cel mai rapid posibil. Sub-secundă la temperatura de funcționare. Greutate specifică: Pentru monitorizarea concentrației din rezervor. Perioada de valabilitate: De obicei 12 luni la frigider, dar verificați.

Ceea ce nu vă va spune fișa tehnică: cum funcționează de fapt fluxuldvsmetalizarea celulelor,dvsfurnizor de panglici,dvsparametrii procesului. Testarea pilot este obligatorie.

Photovoltaic Special Flux

Formulările de flux pe bază de bio{0}} câștigă acțiune. Produsele care utilizează bio-etanol în loc de solvenți petrochimici revendică până la 95% conținut pe bază de bio-conform DIN EN 16785-2. Amprenta de carbon se micșorează. Rămâne de văzut dacă clienții plătesc o primă pentru acest lucru.

Problema de mediu mai mare este plumbul. Aliajele de lipit SnPb domină în continuare ansamblul fotovoltaic, în ciuda preocupărilor privind RoHS-exceptate, deoarece alternativele fără-plumb nu și-au dovedit fiabilitatea de 25-ani. Asta se schimbă încet. Aliajele care conțin bi sunt promițătoare. Chimia fluxului evoluează în paralel.

Fluxul fotovoltaic nu este plin de farmec. Este un consumabil care dispare în procesul de lipire, lăsând în urmă (ideal) nimic altceva decât o conexiune electrică solidă. Cu toate acestea, fiabilitatea modulelor depinde de obținerea corectă a acestei chimie.

Produsele standard din industrie-Kester 952-S, Superior 312-PVA, diverse formulări Emil Otto și Stannol - s-au dovedit în miliarde de celule. Noii intrați susțin inovații în ceea ce privește viteza de umectare, claritatea reziduurilor sau profilul de mediu. Toți diferențiatorii validi.

Ce contează: înțelegeți tehnologia celulară specifică, testați exhaustiv și nu presupuneți că un flux care a funcționat perfect pe celulele PERC se va comporta identic pe HJT sau TOPCon. Metalizarea este diferită. Sensibilitatea este diferită. Modurile de defecțiune sunt diferite.

Și păstrați rezervoarele de flux acoperite.