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 conditionsΤα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι "μη καθαρές" ροές μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή διάβρωση των εμπρόσθιων επαφών ασημιού-αλουμινίου (Ag-Al).

Η δοκιμή υγρασίας θερμότητας (DH) είναι μια δοκιμή επιταχυνόμενης γήρανσης στην οποία οι φωτοβολταϊκές συσκευές υποβάλλονται σε θερμοκρασία 85 °C και υγρασία 85% για τουλάχιστον 1000 ώρες για να αξιολογηθεί η αξιοπιστία του μοντέλου υπό αυτές τις ακραίες συνθήκες."Η έρευνα μας παρέχει στους κατασκευαστές φωτοβολταϊκών, μια χαμηλού κόστους μέθοδος για τον εντοπισμό προβλημάτων αξιοπιστίας που σχετίζονται με την ροή νωρίς στην παραγωγή, μειώνοντας έτσι τις απαιτήσεις εγγύησης και τις απώλειες απόδοσης που προκαλούνται από τη διάβρωση που προκαλείται από την υγρασία", δήλωσε ο Bram Hoex,Αντιπρόσωπος συγγραφέας.

Η ροή χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης του μοντέλου για να αφαιρεθεί το στρώμα οξειδίου από την επιφάνεια της ταινίας συγκόλλησης για να εξασφαλιστεί ισχυρός σύνδεσμος μετάλλου.που δεν απαιτούν καθαρισμό και μπορούν να αφαιρέσουν το στρώμα οξειδίου και να σχηματίσουν ισχυρό δεσμό, αλλά αφήνει μια μικρή ποσότητα μη αγωγού υπολειμμάτων.

Οι δοκιμές χρησιμοποίησαν δύο εμπορικές ροές: Flux A, με βάση το καρβοξυλικό οξύ, και Flux B, με βάση το ελαφρύ οξύ.Τρία n-τύπου TOPCon κύτταρα παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Laser Enhanced Contact Optimization (LECO) το 2019.Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα κύτταρα είχαν παρόμοια δομή, με έναν εμπρόσθιο εκπέκτη με ντόπιση βόρου καλυμμένο με οξείδιο του αλουμινίου (Al2O3) και νιτρικό πυρίτιο (SiNx),και γραμμές ασημένιου πλέγματος εκτυπωμένες σε οθόνηΗ πίσω πλευρά αποτελούνταν από διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), πολυπυριτίου με φώσφορο, SiNx και τις ίδιες ασημένιες γραμμές πλέγματος.

Τα δείγματα χωρίστηκαν σε πέντε ομάδες: εμπρόσθια ροή Α, εμπρόσθια ροή Β, πίσω ροή Α, πίσω ροή Β και μη ροή ελέγχου.Η ροή εφαρμόστηκε με ψεκασμό και στεγνώθηκε σε θερμή πλάκα 85 °C για έως και 10 λεπτά.

Η ανάλυση αποκάλυψε ότι τα "μη καθαρά" υπολείμματα ροής προκάλεσαν σημαντική διάβρωση των επαφών Ag Al της μπροστινής πλευράς του TOPCon υπό υγρές θερμικές συνθήκες, αυξάνοντας την αντοχή της σειράς και μειώνοντας την απόδοση.Ο Hoex σημείωσε, "Το Flux A που περιέχει αλογόγόνο είναι σημαντικά πιο διαβρωτικό από το Flux B, αλλά και τα δύο μπορούν να προκαλέσουν σημαντική υποβάθμιση".

Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι η πλάτη της ασημένιας πάστες παρουσίασε μικρή αποδόμηση λόγω της μεγαλύτερης χημικής σταθερότητάς της.ενώ μια πυκνότερη δομή μεταλλίκευσης και χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλουμίνιο βελτίωσαν την αντοχή στη διάβρωση.

Για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων, οι ερευνητές συνιστούν τη διενέργεια δοκιμών υγρασίας θερμότητας σε μη συσκευασμένα κύτταρα πριν από τη συσκευασία των ενσωματωμάτων για να εντοπιστούν γρήγορα οι κίνδυνοι που σχετίζονται με τη ροή.Συνιστούν επίσης να επιλέξετε ένα χαμηλό αλογονικό, βελτιστοποιημένη με οξύ σύνθεση ροής και βελτιστοποίηση της σύνθεσης και της δομής της πάστες μεταλλίωσης για τον περιορισμό της διείσδυσης ροής.

Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Solar Energy Materials and Solar Cells, με τίτλο "Εξέταση της επίδρασης της διάβρωσης που προκαλείται από ροή συγκόλλησης σε ηλιακά κύτταρα TOPCon".

Προηγουμένως, μια κοινή μελέτη της UNSW και της Canadian Solar επιβεβαίωσε ότι η επιλογή της ροής είναι ζωτικής σημασίας για την αξιοπιστία των κυψελών TOPCon και heterojunction (HJT).Μια ξεχωριστή ομάδα από το Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας της Κορέας (KETI) διαπίστωσε ότι οι εμπορικές ροές μπορούν να διαβρώσουν τα ηλεκτρόδια οξειδίου ινδίου και κασσίτερου (ITO) στα κύτταρα HJTΤο UNSW έχει επίσης διερευνήσει τους μηχανισμούς αποδόμησης των TOPCon κυττάρων υπό επαγωγή UV, ενσωμάτωση αιθυλενοβινυλοακετάτη (EVA) και έκθεση σε ιόντα νατρίου,αποκαλύπτοντας διάφορες συνθήκες βλάβης που δεν παρατηρούνται στις μονάδες PERC.