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 conditionsOs resultados mostraram que os fluxos "não limpos" podem causar corrosião grave dos contatos de prata-alumínio (Ag-Al) na parte frontal.
O ensaio de calor úmido (DH) é um ensaio de envelhecimento acelerado que sujeita os dispositivos fotovoltaicos a 85 °C e 85% de umidade durante pelo menos 1000 horas para avaliar a fiabilidade do módulo nestas condições extremas."A nossa investigação proporciona aos fabricantes de energia fotovoltaica, um método de baixo custo para identificar problemas de fiabilidade relacionados com o fluxo no início da produção, reduzindo assim as reclamações de garantia e as perdas de desempenho causadas pela corrosão induzida pela umidade", disse Bram Hoex,Autor correspondente do artigo.
O fluxo é usado durante a montagem do módulo para remover a camada de óxido da superfície da fita de solda para garantir uma ligação metálica forte.que não requerem limpeza e podem remover a camada de óxido e formar uma ligação forte, mas deixa uma pequena quantidade de resíduo não condutor.
Os testes utilizaram dois fluxos comerciais: Flux A, baseado em ácido carboxílico, e Flux B, baseado em ácido málico.Três células TOPCon de tipo n foram produzidas usando o processo de otimização de contato aprimorado por laser (LECO) em 2019Os pesquisadores observaram que as células tinham uma estrutura semelhante, com um emissor dopado por boro na frente coberto com óxido de alumínio (Al2O3) e nitruro de silício (SiNx).e linhas de grelha prateadas impressas em telaA parte de trás era constituída por dióxido de silício (SiO2), polissílico dopado com fósforo, SiNx e as mesmas linhas de grelha prateadas.
As amostras foram divididas em cinco grupos: Fluxo A frontal, Fluxo B frontal, Fluxo A posterior, Fluxo B posterior e um controle sem fluxo.O fluxo foi aplicado por pulverização e secado numa placa quente a 85 °C durante 10 minutos..
A análise revelou que os resíduos de fluxo "não limpos" causaram corrosão significativa dos contatos de AgAl da frente do TOPCon sob condições de calor úmido, aumentando a resistência da série e reduzindo a eficiência.Hoex observou, "Fluxo A contendo halogênio é significativamente mais corrosivo do que Fluxo B, mas ambos podem causar degradação significativa".
A equipa de investigação também descobriu que a pasta de prata da parte de trás exibia pouca degradação devido à sua maior estabilidade química,enquanto uma estrutura de metalização mais densa e menor teor de alumínio melhoraram a resistência à corrosão.
Para resolver esses problemas, os pesquisadores recomendam realizar testes de calor úmido em células não embaladas antes da embalagem do módulo para identificar rapidamente os riscos relacionados ao fluxo.Também recomendam a escolha de um baixo teor de halogênio, formulação de fluxo otimizada por ácido e otimização da composição e estrutura da pasta de metalização para limitar a penetração do fluxo.
Os resultados da investigação foram publicados na revista Solar Energy Materials and Solar Cells, intitulada "Assessing the impact of solder-flux-induced corrosion on TOPCon solar cells".
Anteriormente, um estudo conjunto da UNSW e da Canadian Solar confirmou que a seleção de fluxo é crucial para a confiabilidade das células TOPCon e heterojunção (HJT).Uma equipe separada do Instituto de Tecnologia Eletrônica da Coreia (KETI) descobriu que fluxos comerciais podem corroer os eletrodos de óxido de estanho de ínio (ITO) nas células HJTA UNSW também explorou os mecanismos de degradação das células TOPCon sob indução UV, encapsulamento de acetato de etileno-vinil (EVA) e exposição a íons de sódio,Revelar vários modos de falha não observados nos módulos PERC.
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 conditionsOs resultados mostraram que os fluxos "não limpos" podem causar corrosião grave dos contatos de prata-alumínio (Ag-Al) na parte frontal.
O ensaio de calor úmido (DH) é um ensaio de envelhecimento acelerado que sujeita os dispositivos fotovoltaicos a 85 °C e 85% de umidade durante pelo menos 1000 horas para avaliar a fiabilidade do módulo nestas condições extremas."A nossa investigação proporciona aos fabricantes de energia fotovoltaica, um método de baixo custo para identificar problemas de fiabilidade relacionados com o fluxo no início da produção, reduzindo assim as reclamações de garantia e as perdas de desempenho causadas pela corrosão induzida pela umidade", disse Bram Hoex,Autor correspondente do artigo.
O fluxo é usado durante a montagem do módulo para remover a camada de óxido da superfície da fita de solda para garantir uma ligação metálica forte.que não requerem limpeza e podem remover a camada de óxido e formar uma ligação forte, mas deixa uma pequena quantidade de resíduo não condutor.
Os testes utilizaram dois fluxos comerciais: Flux A, baseado em ácido carboxílico, e Flux B, baseado em ácido málico.Três células TOPCon de tipo n foram produzidas usando o processo de otimização de contato aprimorado por laser (LECO) em 2019Os pesquisadores observaram que as células tinham uma estrutura semelhante, com um emissor dopado por boro na frente coberto com óxido de alumínio (Al2O3) e nitruro de silício (SiNx).e linhas de grelha prateadas impressas em telaA parte de trás era constituída por dióxido de silício (SiO2), polissílico dopado com fósforo, SiNx e as mesmas linhas de grelha prateadas.
As amostras foram divididas em cinco grupos: Fluxo A frontal, Fluxo B frontal, Fluxo A posterior, Fluxo B posterior e um controle sem fluxo.O fluxo foi aplicado por pulverização e secado numa placa quente a 85 °C durante 10 minutos..
A análise revelou que os resíduos de fluxo "não limpos" causaram corrosão significativa dos contatos de AgAl da frente do TOPCon sob condições de calor úmido, aumentando a resistência da série e reduzindo a eficiência.Hoex observou, "Fluxo A contendo halogênio é significativamente mais corrosivo do que Fluxo B, mas ambos podem causar degradação significativa".
A equipa de investigação também descobriu que a pasta de prata da parte de trás exibia pouca degradação devido à sua maior estabilidade química,enquanto uma estrutura de metalização mais densa e menor teor de alumínio melhoraram a resistência à corrosão.
Para resolver esses problemas, os pesquisadores recomendam realizar testes de calor úmido em células não embaladas antes da embalagem do módulo para identificar rapidamente os riscos relacionados ao fluxo.Também recomendam a escolha de um baixo teor de halogênio, formulação de fluxo otimizada por ácido e otimização da composição e estrutura da pasta de metalização para limitar a penetração do fluxo.
Os resultados da investigação foram publicados na revista Solar Energy Materials and Solar Cells, intitulada "Assessing the impact of solder-flux-induced corrosion on TOPCon solar cells".
Anteriormente, um estudo conjunto da UNSW e da Canadian Solar confirmou que a seleção de fluxo é crucial para a confiabilidade das células TOPCon e heterojunção (HJT).Uma equipe separada do Instituto de Tecnologia Eletrônica da Coreia (KETI) descobriu que fluxos comerciais podem corroer os eletrodos de óxido de estanho de ínio (ITO) nas células HJTA UNSW também explorou os mecanismos de degradação das células TOPCon sob indução UV, encapsulamento de acetato de etileno-vinil (EVA) e exposição a íons de sódio,Revelar vários modos de falha não observados nos módulos PERC.
