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关于镀锡线合金焊料对比
关于无主栅使用合金焊料的对比
无主栅技术是晶体硅太阳能电池片发展的一种创新型连接技术:传统的互联条、汇流带已被由聚合物箔和低温合金镀层的铜丝所取代。这项技术起源于加拿大的Day 4 Energy公司,现已由瑞士的梅耶博格公司将其发展,并进行产业化生产。无主栅技术的核心优势在于:高效、低温焊接、低银浆消耗、高可靠度、富有美感。目前,梅耶博格提出要建每年90兆瓦发电量的全自动无主栅组件生产线。
本文呈现出了必威体育精装版的无主栅技术成果,包括必威体育精装版的低银丝网印刷和无铟镀层。
无主栅电池片 采用无主栅焊接的组装电池片
无主栅技术优势:
通过降低电阻损失,提高光能利用率(镀层丝线反射)
在层压过程中低温焊接(减少热机械压力)[1]
减少85%的银浆使用(见下方:低银丝网印刷部分)[2]
增加组件可靠性(每个电池片有1000到2000个可焊点)[1]
改善外观美感
目前无主栅技术:
基于铟锡镀层的的无主栅结构由以下几个部分组成:(1)铜丝线,(2)Cu2(In,Sn) , (3) Cu2In3Sn, (4)剩余焊料合金,(5)最终电池片的金属喷镀。对于银浆金属层,已证明在粘合过程中,铟在银浆中有扩散,并且在Cu2In3Sn相位中有银浆扩散,以确保金属镀层表面粘合程度更高。
试验组件是由60块方形异质结结晶硅无主栅电池片组成,组件经由瑞士帕山公司的Gridtouch仪器进行检测。试验结果表明,组件具有很好的性能:在组件效率为20%时,最大功率为327w;是60片电池片中效率最高的组件之一。
图四 试验组件的曲线图及参数
使用无主栅技术连接的双玻组件具有高可靠性:四次通过IEC检测标准(温度系数:800;光照时长:4000小时)。
梅耶博格提出90MW/y的SW双玻组件生产线。其中包括新电极箔及SmartWire串焊机的制造。
低银浆丝网印刷
梅耶博格的SWCT技术改变了随着主栅数目的增长所需的细栅线电路电阻--主栅数量从3根增加到18根或者更多。为了保证栅线内部相同能量消耗Pf,细栅线电路电阻Rf与三主栅相比,将会增加到36倍。(见等式一), 之后电路电阻增加到10Ω/cm后,将不会再产生电阻损耗:
20μm丝网印刷板的3D共焦激光图像(栅线高度=7±2μm)
30μm的丝网印刷板可用于62根和77根丝网印刷的栅线用于双面电池片印刷。其中62根位于正面,77根位于反面,总共只需25mg银浆,成本只有0.21欧元ct/Wp.
不含铟镀层
BiSn合金镀层经过测试可取代InSn镀层。与铟合金相比,锡铋合金的成本竞争力是铟合金的70倍。BiSn共晶合金含58wt%的Bi和42wt%的Sn,熔点为138℃,体电阻率则为InSn合金的2倍,并且热膨胀系数接近纯铜。
BiSn合金相图
起始时 接受光照1000小时后
通过透射电镜拍摄Cu3Sn 经过湿热老化测试前后的金相图。在温度为85℃,接受光照1000小时,镀层厚度从50nm增加到320nm。当实验组件通过IEC老化测试后,对功率输出并无影响。镀有BiSn直径为200/300μm的18根晶体硅电池板活跃区的转换效率高达21%以上。
BiSn镀层组件的EL图像 图四 镀有BiSn无主栅组件性能
瑞士帕山公司(PASAN)的GridTouch?
SmartWire 串焊机
梅耶博格SmartWire 90MW/y 生产线
银浆成本只需0.21欧元ct/Wp
(根据2014年9月10日:银价445欧元/千克)
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