澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究揭示無清洗助焊劑或加劇TOPCon組件腐蝕 熱聞

澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）的研究人員評估了不同類型助焊劑在濕熱條件下對隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）太陽能電池金屬觸點的腐蝕影響，結(jié)果顯示，“無清洗”型助焊劑可能導(dǎo)致正面銀-鋁（Ag–Al）觸點嚴(yán)重腐蝕。

濕熱（DH）測試是一種加速老化試驗，將光伏器件置于85攝氏度、85%濕度的環(huán)境中至少1000小時，用以評估組件在極端條件下的可靠性。論文通訊作者Bram Hoex表示：“我們的研究為光伏制造商提供了一種快速、低成本的方法，以便在生產(chǎn)早期發(fā)現(xiàn)助焊劑相關(guān)的可靠性問題，從而減少因受潮腐蝕帶來的質(zhì)保索賠和性能損失。”

助焊劑在組件裝配中用于去除焊帶表面的氧化層，以保證牢固的金屬結(jié)合。研究團隊重點分析了無需清洗的“無清洗”助焊劑，這類助焊劑可去除氧化層并形成牢固結(jié)合，但會留下少量非導(dǎo)電殘留物。

【資料圖】

測試采用了兩種商業(yè)助焊劑：基于羧酸的Flux A和基于蘋果酸的Flux B，并使用2019、2022及2023年通過激光增強接觸優(yōu)化（LECO）工藝生產(chǎn)的三種n型TOPCon電池。研究人員指出，這些電池的結(jié)構(gòu)相似，正面為硼摻雜發(fā)射極，覆蓋氧化鋁（Al?O?）和氮化硅（SiNx），并采用絲網(wǎng)印刷的銀柵線；背面則包括二氧化硅（SiO?）、磷摻雜多晶硅、SiNx以及同樣的銀柵線。

研究將樣品分為五組：正面涂布Flux A、正面涂布Flux B、背面涂布Flux A、背面涂布Flux B，以及未涂助焊劑的對照組。助焊劑通過噴涂方式施加，并在85攝氏度熱板上干燥最多10分鐘。

分析結(jié)果表明，“無清洗”助焊劑殘留物在濕熱條件下會導(dǎo)致TOPCon正面Ag–Al觸點發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，增加串聯(lián)電阻并降低效率。Hoex指出：“含鹵素的Flux A腐蝕性明顯強于Flux B，但兩者都會造成顯著退化。”

研究團隊還發(fā)現(xiàn)，背面銀漿因化學(xué)穩(wěn)定性更高，幾乎不出現(xiàn)退化現(xiàn)象；而更致密的金屬化結(jié)構(gòu)和較低的鋁含量有助于提升耐腐蝕性能。

為解決這些問題，研究人員建議在組件封裝前開展未封裝電池層面的濕熱測試，以快

速識別助焊劑相關(guān)風(fēng)險；同時選擇低鹵素、酸含量優(yōu)化的助焊劑配方，并優(yōu)化金屬化漿料的成分和結(jié)構(gòu)，以限制助焊劑滲透。

研究成果已發(fā)表在《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊上，題為《Assessing the impact of solder flux-induced corrosion on TOPCon solar cells》。

此前，UNSW與阿特斯聯(lián)合研究曾證實，助焊劑選擇對TOPCon及異質(zhì)結(jié)（HJT）電池的可靠性至關(guān)重要；另有韓國電子技術(shù)研究院（KETI）的團隊發(fā)現(xiàn)，商用助焊劑可腐蝕HJT電池中的氧化銦錫（ITO）電極，存在早期退化風(fēng)險。UNSW也曾探討過TOPCon電池在紫外誘導(dǎo)、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）封裝以及鈉離子作用下的退化機理，并揭示了多種未在PERC組件中出現(xiàn)的失效模式。