Researchers at the University of New South Wales (UNSW) in Australia evaluated the effects of different flux types on the corrosion of metal contacts in tunneling oxide passivated contact (TOPCon) solar cells under damp heat conditionsDe resultaten toonden aan dat "niet-schone" stromen ernstige corrosie van de voorkant zilver-aluminium (Ag-Al) contacten kunnen veroorzaken.

De test met vochtige warmte (DH) is een versnelde verouderingstest waarbij fotovoltaïsche apparaten gedurende ten minste 1000 uur aan 85 °C en 85% vochtigheid worden onderworpen om de betrouwbaarheid van de module onder deze extreme omstandigheden te beoordelen."Ons onderzoek biedt fotovoltaïsche fabrikanten een snelle"Het is een goedkope methode om vroeg in de productie betrouwbaarheidsproblemen in verband met de stroom te identificeren, waardoor garantieclaims en prestatieverliezen veroorzaakt door vochtgeïnduceerde corrosie worden verminderd", aldus Bram Hoex.Correspondent-auteur van het artikel.

Het onderzoeksteam concentreerde zich op "niet-schoon" fluxen, die in de vorm van een "schoon" flux worden gebruikt om de oxidelaag van het oppervlak van het soldeerband te verwijderen.die niet moeten worden gereinigd en de oxidelaag kunnen verwijderen en een sterke binding kunnen vormen, maar laat een kleine hoeveelheid niet-geleidende restanten achter.

Bij de tests werden twee commerciële fluxen gebruikt: Flux A op basis van carboxylzuur en Flux B op basis van appelzuur.Drie n-type TOPCon-cellen werden geproduceerd met behulp van het laserverbeterde contactoptimalisatieproces (LECO) in 2019.De onderzoekers merkten op dat de cellen een vergelijkbare structuur hadden, met een voorzijde met boordopeerde emitter bedekt met aluminium-oxide (Al2O3) en siliciumnitride (SiNx).en zilveren rasterlijnen met behuizingDe achterkant bestond uit siliciumdioxide (SiO2), met fosfor gedopeerd polysilicium, SiNx en dezelfde zilveren rasterlijnen.

De monsters werden verdeeld in vijf groepen: voorzijdelijke Flux A, voorzijdelijke Flux B, achterzijdelijke Flux A, achterzijdelijke Flux B en een niet-fluxcontrole.De vloeistof werd door middel van een spuit aangebracht en gedroogd op een warm plaatje bij 85 °C gedurende maximaal 10 minuten..

Uit de analyse bleek dat "niet-schoon" vloeistofresidu's onder natte warmte omstandigheden aanzienlijke corrosie veroorzaakten van de voorzijde van de TOPCon-Ag·Al-contacten, waardoor de serieweerstand toenam en de efficiëntie daalde.Hoex opgemerkt, "Halogeenhoudende Flux A is aanzienlijk corrosiever dan Flux B, maar beide kunnen aanzienlijke afbraak veroorzaken".

Het onderzoeksteam ontdekte ook dat zilverpasta op de achterzijde weinig afbraak vertoonde vanwege de grotere chemische stabiliteit.terwijl een dichtere metallisatiestructuur en een lager aluminiumgehalte verbeterde corrosiebestendigheid.

Om deze problemen op te lossen, raden de onderzoekers aan vochtwarmte-tests uit te voeren op niet-verpakte cellen voordat de module wordt verpakt om snel de met de stroom gerelateerde risico's te identificeren.Zij bevelen ook aan om een laag halogeen gehalte, zuur-geoptimaliseerde flux formulering en het optimaliseren van de samenstelling en structuur van de metallisatiepasta om de fluxpenetratie te beperken.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Solar Energy Materials and Solar Cells, getiteld "Assessing the impact of solder-flux-induced corrosion on TOPCon solar cells".

Eerder bevestigde een gezamenlijk onderzoek van UNSW en Canadian Solar dat fluxselectie cruciaal is voor de betrouwbaarheid van TOPCon- en heterojunctiecellen (HJT).Een ander team van het Korea Electronics Technology Institute (KETI) ontdekte dat commerciële stromen de indiumtin-oxide (ITO) -elektroden in HJT-cellen kunnen corroderenUNSW heeft ook onderzoek gedaan naar de afbraakmechanismen van TOPCon-cellen onder UV-inductie, ethyleenvinylacetaat (EVA) en blootstelling aan natriumionen.het onthullen van verschillende storingsmodussen die niet in PERC-modules worden gezien.