半導(dǎo)體界面能夠產(chǎn)生光伏效應(yīng),這就是光伏發(fā)電的基本原理。單塊電池片的發(fā)電量很小,因此需要將許多單塊的電池片并聯(lián)或者串聯(lián)形成組件才能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的工業(yè)價(jià)值。傳統(tǒng)的方式是使用錫鉛焊帶對(duì)光伏組件進(jìn)行封裝處理,但是這種方式存在很大的局限性:①由于焊帶材質(zhì)與電池片材質(zhì)差異較大,因此在陽(yáng)光照射下熱脹冷縮的程度不同,極其容易在連接處產(chǎn)生應(yīng)力。由于應(yīng)力的存在,電池片厚度不能太薄,否則極易崩裂電池片。②焊帶不會(huì)產(chǎn)生光伏效應(yīng),因此焊帶的存在會(huì)對(duì)電池片造成遮擋,從而降低發(fā)電效率。③焊帶是金屬材料,長(zhǎng)期的戶(hù)外使用極易造成焊帶的腐蝕,從而降低組件的使用壽命。④焊帶主要是錫鉛合金,在焊接過(guò)程中由于高溫會(huì)形成錫鉛蒸汽,對(duì)生產(chǎn)組件的工人造成一定的身體危害。
為了解決焊帶給組件帶來(lái)的一系列問(wèn)題,人們開(kāi)始研究無(wú)焊帶的光伏組件設(shè)計(jì)。后來(lái)使用導(dǎo)電膠黏接疊瓦組件的方式被越來(lái)越多的應(yīng)用起來(lái)。而有機(jī)硅膠黏劑因?yàn)槠鋬?yōu)異的耐老化性能,低模量膨脹系數(shù)小,綠色無(wú)污染等一系列優(yōu)點(diǎn)成為導(dǎo)電膠體系的shou選材料。有機(jī)硅膠黏劑自身不導(dǎo)電,因此需要加入導(dǎo)電填料從而賦予其導(dǎo)電性能。由于膠體本身的電阻大小對(duì)于光伏組件的發(fā)電功率影響較大,因此普遍需要使用金屬粉體作為導(dǎo)電填料才能滿(mǎn)足使用需求。常用的金屬導(dǎo)電粉主要有銀粉、鎳粉、鐵粉以及銅粉等,而太陽(yáng)能組件使用基本在室外,因此通常選擇銀粉作為導(dǎo)電填料。因?yàn)殂y粉相比于其他金屬不容易被氧化和腐蝕,且銀的氧化物導(dǎo)電性良好,其他幾種金屬的氧化物基本不導(dǎo)電。但是銀粉的成本較高,因此如果能夠在滿(mǎn)足導(dǎo)電性能的基礎(chǔ)上降低銀粉用量,那么導(dǎo)電膠的成本就能大幅降低。目前普遍認(rèn)為導(dǎo)電膠的體積電阻率需要小于1×10-3Ω.cm 才能夠滿(mǎn)足光伏組件的使用要求。目前市面上大多數(shù)導(dǎo)電膠的體積電阻率為了達(dá)到上述要求,通常銀含量在75%-85%。
1、樣品準(zhǔn)備
導(dǎo)電膠主要是將一塊電池片的正銀柵線(xiàn)與另一塊電池片的背銀柵線(xiàn)黏接到一起,因此膠體的黏接基材主要為金屬銀。本實(shí)驗(yàn)將2mm×2mm 的銀片黏接到銀基板上放入恒溫干燥箱中進(jìn)行加熱固化,條件為180℃,10min。固化完成后將其取出放于室溫下自然冷卻,冷卻至室溫后進(jìn)行性能測(cè)試。
2、黏接強(qiáng)度測(cè)定
儀器:Universal TA質(zhì)構(gòu)儀
探頭:P/TG拉伸探頭
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)固定下方銀基板,然后使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)上方4mm2 的銀片施加一個(gè)平行于黏接面積的推力(剪切力)的方法測(cè)試膠對(duì)于銀基材的黏接力。測(cè)試條件設(shè)置如下:
測(cè)試模式:壓縮
測(cè)試前速度:1mm/s
測(cè)試速度:1mm/s
測(cè)試后速度:2mm/s
觸發(fā)力:8g
目標(biāo)模式:下壓距離15mm
結(jié)果:當(dāng)銀片從銀基板上剝離時(shí),記錄下剪切力為N。那么通過(guò)計(jì)算可以得到黏接強(qiáng)度P=N/S,S 為黏接面積,即4mm2。