ฟลักซ์ปลอดฮาโลเจนแบบไม่ต้องทำความสะอาดสำหรับเซลล์ N-Type: ทำไมสารตกค้างจึงตัดสินอายุการใช้งานของโมดูล
สารบัญ
ฟลักซ์เป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่เล็กที่สุดบนสายการผลิตโมดูล และเป็นสิ่งที่มักตัดสินว่าการรับประกัน 25 ปีจะรอดผ่านการทดสอบความชื้นและความร้อนหรือไม่ เมื่อเซลล์ N-type — TOPCon, HJT และ XBC — เข้ามาแทนที่ PERC ฟลักซ์ที่เคยใช้ได้ดีกับเวเฟอร์หนาและนิ้วโลหะกว้างก็ไม่เพียงพออีกต่อไป: ฤทธิ์กัดกร่อนแบบเดิมที่เคยทำความสะอาดบัสบาร์ได้สะอาดหมดจด กลับกัดกร่อนนิ้วโลหะขนาดเล็กมากและชั้นพาสซีเวชันแบบบาง และตัวทำละลายที่เคยระเหยไปอย่างไร้ปัญหา กลับทิ้งสารตกค้างที่ปรากฏเป็นความสูญเสียความเป็นฉนวนและการหลุดล่อนหลังการบ่มที่ 85 °C / 85 %RH ยุค N-type ไม่ต้องการฟลักซ์ที่แรงขึ้น แต่ต้องการฟลักซ์ที่อ่อนโยนกว่า สะอาดกว่า และคาดการณ์ได้มากกว่า
ทำไมฟลักซ์แบบเดิมจึงใช้ไม่ได้ผล
รูปแบบความล้มเหลวเหล่านี้ไม่ใช่ทฤษฎี แต่แต่ละอย่างสอดคล้องกับข้อบกพร่องที่ผู้ปฏิบัติงานเครื่องต่อสตริงรู้จักดีอยู่แล้ว
| สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไป | ฟลักซ์แบบเดิมล้มเหลวอย่างไร | สิ่งที่คุณเห็นบนสายการผลิต |
|---|---|---|
| นิ้วโลหะเล็กบางลงมาก เวเฟอร์บางลงมาก | ฟลักซ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและเป็นกรดแรงจะกัดกร่อนนิ้วเงินและชั้นพาสซีเวชัน | รอยแตกขนาดเล็ก สูญเสียประสิทธิภาพ พื้นที่มืดในภาพ EL ตามแนวนิ้วโลหะ |
| เซลล์ N-type ต้องการช่วงอุณหภูมิบัดกรีต่ำ | การกระตุ้นที่อุณหภูมิต่ำทำได้ไม่ดี สารกระตุ้นระเหยไปในขั้นตอนพรีฮีตก่อนที่จะได้ทำงาน | รอยเชื่อมเย็น รอยเชื่อมไม่ติด แรงลอกต่ำกว่าข้อกำหนด |
| ความน่าเชื่อถือถูกตัดสินหลังการทดสอบความชื้นและความร้อนแล้ว | ตัวทำละลายที่มีจุดเดือดสูงทิ้งสารตกค้างที่ดูสะอาดแต่ไม่สะอาดจริง | ความต้านทานฉนวนลดลง การเคลื่อนที่ของไอออน ความแข็งแรงลอกของ EVA/POE เสื่อมลงหลัง 85/85 |
| การผลิตในสภาพอากาศหนาว | สารกระตุ้นประเภทกรดไดเบสิกตกผลึกที่อุณหภูมิจัดเก็บต่ำ | ฤทธิ์การทำงานแปรผันระหว่างล็อต ทำให้ผลผลิตแกว่งตามฤดูกาล |
| ข้อจำกัดฮาโลเจนเข้มงวดขึ้นในตลาดส่งออก | สูตรที่มีฮาโลเจนไม่ผ่านการตรวจรับเข้า | การส่งของถูกตีกลับ ไม่ผ่านการสุ่มตรวจใน EU ญี่ปุ่น เกาหลี และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ |
แถวที่สามคือแถวที่สร้างความเสียหายมากที่สุดและปรากฏช้าที่สุด สารตกค้างฟลักซ์ที่มองไม่เห็นเมื่อออกจากเครื่องต่อสตริงอาจยังคงอยู่บนผิวเซลล์เมื่อโมดูลเข้าสู่การทดสอบความชื้นและความร้อน ซึ่งมันกลายเป็นเส้นทางนำไอออน นั่นคือเหตุผลที่กรอบความคิดของอุตสาหกรรมเปลี่ยนจากการมองฟลักซ์เป็นวัสดุสิ้นเปลือง มาเป็นการมองว่าเป็นวัสดุในกระบวนการที่มีผลต่อความน่าเชื่อถือ
ตอนนี้อะไรนิยามฟลักซ์สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์
คุณสมบัติสี่ประการได้เปลี่ยนจากสิ่งที่พึงมีมาเป็นข้อกำหนดในสเปก:
- ฤทธิ์กัดกร่อนที่อ่อนโยนและควบคุมได้ เพียงพอที่จะทำลายออกไซด์บนริบบอนและแพดที่อุณหภูมิต่ำ แต่ไม่มากพอที่จะกัดกร่อนนิ้วโลหะหรือชั้นพาสซีเวชัน
- สารตกค้างต่ำมาก ไม่ต้องล้างอย่างแท้จริง ไม่ใช่แค่มองไม่เห็นหลังการบัดกรี — แต่ต้องไม่เป็นอันตรายทางไฟฟ้าหลังการเร่งอายุ
- การปฏิบัติตามข้อกำหนดทั่วโลก ปลอดฮาโลเจนและมี VOC ต่ำ พร้อมเอกสารการทดสอบที่พิสูจน์ได้ที่ด่านศุลกากร
- ความเสถียรในการผลิตจำนวนมาก ไม่ตกผลึกในช่วงอุณหภูมิจัดเก็บ ทำให้ฤทธิ์การทำงานของแต่ละล็อตไม่แปรผันตามฤดูกาล
คุณสมบัติเหล่านี้ดึงไปคนละทิศทาง และนั่นคือความยากทั้งหมด ฤทธิ์กัดกร่อนที่สูงขึ้นให้การเปียกที่ดีกว่าและรอยเชื่อมเย็นน้อยลง แต่กัดกร่อนรายละเอียดเล็กๆ ฤทธิ์กัดกร่อนที่ต่ำลงอ่อนโยนกว่าแต่เสี่ยงต่อการกำจัดออกไซด์ได้ไม่เพียงพอ ตัวทำละลายที่มากขึ้นช่วยการกระจายตัวแต่ทิ้งสารตกค้างมากขึ้น สูตรคือการประนีประนอม และคำถามที่มีประโยชน์เมื่อเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์คือ มันประนีประนอม เรื่องใด
สูตรเปลี่ยนแปลงอะไรจริงๆ
ยกตัวอย่างผลิตภัณฑ์ฟลักซ์ไม่ต้องล้างปลอดฮาโลเจนตระกูลหนึ่ง — ซีรีส์ CX700/B/D จาก Changxian ซึ่งอธิบายไว้ในบทความอุตสาหกรรมภาษาจีนที่เป็นแหล่งที่มาของบทความนี้ — คันโยกสามอย่างคือระบบตัวทำละลาย ระบบสารกระตุ้น และสารเติมแต่งเชิงหน้าที่
ระบบตัวทำละลาย
ฟลักซ์หลายชนิดในตลาดอาศัยตัวทำละลายประเภทบิวทิลอีเทอร์: ความหนืดสูง ระเหยยาก และเป็นต้นเหตุของปัญหาสารตกค้างที่มองไม่เห็น ทางเลือกที่อธิบายไว้ในที่นี้จับคู่ตัวทำละลายพิเศษความหนืดต่ำกับไดโพรพิลีนไกลคอลเมทิลอีเทอร์ (DPM) ตัวทำละลายพิเศษไม่มีพันธะอีเทอร์ แตกเป็นละอองละเอียดโดยไม่อุดตันหัวฉีด และระเหยเร็วพอที่พรีฮีตจะไม่ทำให้สารกระตุ้นระเหยไปก่อนที่จะได้ทำงาน DPM ถูกเติมเพื่อการเปียกและการละลาย และเพื่อยับยั้งการตกผลึกที่อุณหภูมิต่ำ
ระบบสารกระตุ้น
แทนที่จะใช้กรดแรงเพียงชนิดเดียว แนวทางที่อธิบายไว้ใช้กรดอินทรีย์อ่อนสามชนิด — ซัคซินิก กลูตาริก และอะดิปิก — ร่วมกับสารกระตุ้นประเภทไฮโดรคาร์บอน โดยแต่ละตัวทำหน้าที่ที่กำหนดไว้ พฤติกรรมที่ตั้งใจคือของผสมทำงานที่อุณหภูมิต่ำเพื่อทำลายออกไซด์บนริบบอน จากนั้นกระตุ้นอย่างเต็มที่ในช่วงอุณหภูมิสูงโดยไม่กัดกร่อนนิ้วโลหะเล็กๆ และระเหยไปเกือบหมดหลังจากนั้น เพื่อไม่ให้สารตกค้างที่เป็นกรดคงอยู่และกระตุ้น PID
สารเติมแต่ง
สารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีประจุและเกิดฟองต่ำช่วยสายการผลิตแบบพ่นความเร็วสูง — การสะสมของฟองเป็นปัญหาจริงบนเครื่องพ่นฟลักซ์อัตโนมัติ และทำให้การเคลือบไม่สม่ำเสมอ มีการเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนเบนโซไตรอาโซล (BTA) เพื่อยับยั้งการเปลี่ยนสีจากออกซิเดชันด้านทองแดงของริบบอน และเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของรอยเชื่อม
คำกล่าวอ้างของผู้ผลิตที่มาพร้อมกับสูตรนี้ — ปริมาณของแข็งคงที่ที่ 1.4–1.7 % ไม่ตกผลึกหลังการจัดเก็บนานที่ 5 °C มีรายงานการทดสอบ RoHS และ REACH และผลลัพธ์จากสายการผลิตระดับ GW ที่อ้างว่าผลผลิตดีขึ้น 3–5 % บนสาย TOPCon พร้อมรอยแตกขนาดเล็กที่ลดลงบนสาย HJT — เป็น ข้อมูลที่ผู้ผลิตฟลักซ์เผยแพร่เอง. เป็นตัวเลขของผู้ผลิตเอง ไม่ใช่การทดสอบอิสระ และควรอ่านในมุมนั้น
ข้อบกพร่องของฟลักซ์ปรากฏอย่างไรบนสายการผลิต
นี่คือจุดที่มันกลายเป็นคำถามด้านอุปกรณ์ และเป็นส่วนที่เราจัดการเป็นประจำทุกวัน เมื่อลูกค้ารายงานข้อบกพร่องจากการบัดกรี ฟลักซ์แทบไม่เคยเป็นผู้ต้องสงสัยรายแรก และบ่อยครั้งกลับเป็นสาเหตุที่แท้จริง รูปแบบการวินิจฉัย:
รอยเชื่อมเย็นและความแข็งแรงในการลอกต่ำ
หากความแข็งแรงในการลอกกระจายไม่สม่ำเสมอแทนที่จะต่ำอย่างสม่ำเสมอ ให้สงสัยฟลักซ์และโปรไฟล์มากกว่าเครื่องจักร สารกระตุ้นที่ระเหยออกไประหว่างการให้ความร้อนล่วงหน้าจะทำให้เกิดรอยเชื่อมที่ดูเหมือนบัดกรีติดแล้วแต่ล้มเหลวในการทดสอบดึง สิ่งที่บ่งชี้คือความล้มเหลวนั้นสัมพันธ์กับเวลาหน่วงการให้ความร้อนล่วงหน้า หรือกับความชื้นในบรรยากาศ ไม่ใช่กับความแม่นยำในการวางตำแหน่ง
ริบบอนไม่เปียกบนแพด
ความล้มเหลวในการเปียกทั้งที่วางตำแหน่งถูกต้องและอุณหภูมิถูกต้องมักหมายความว่าฟลักซ์ไม่ได้กำจัดออกไซด์เร็วพอที่อุณหภูมินั้น หรือถูกพอกพูนไม่สม่ำเสมอ บนเครื่องพ่นฟลักซ์อัตโนมัติ การสะสมของฟองและหัวฉีดอุดตันคือกลไก — ทั้งสองเป็นลักษณะเฉพาะของสูตรมากกว่าจะเป็นความผิดของเครื่องจักร
ข้อบกพร่องที่ปรากฏเฉพาะหลังการลามิเนตหรือความชื้น-ความร้อน
การเลื่อนของความต้านทานฉนวน การหลุดล่อนที่ผิวเซลล์ และการเปลี่ยนสีที่ปรากฏเฉพาะหลังการเสื่อมสภาพ บ่งชี้ถึงสารตกค้าง เมื่อสิ่งเหล่านี้ปรากฏขึ้น โมดูลได้ลามิเนตแล้ว การสอบสวนจึงมีค่าใช้จ่ายสูง นี่คือข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการรับรองฟลักซ์ด้วยการเร่งการเสื่อมสภาพ แทนที่จะดูจากลักษณะรอยเชื่อมที่ออกจากเครื่องสตริงเกอร์
เราสร้างเครื่องสตริงเกอร์ที่เดินกระบวนการเหล่านี้ — เครื่อง SS-1500B, SS-2500B และ AM050FH MBB stringer — และกฎปฏิบัติที่เราให้กับลูกค้าคือ ฟลักซ์และโปรไฟล์การบัดกรีต้องได้รับการรับรองร่วมกัน บนเซลล์เป้าหมาย. ฟลักซ์ที่ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมบนเซลล์อ้างอิง PERC ไม่ใช่หลักฐานสำหรับเซลล์ 0BB TOPCon ที่มีนิ้วละเอียดกว่าและงบประมาณความร้อนต่ำกว่า ภาพรวมของเราเกี่ยวกับ how a tabber and stringer works ครอบคลุมสถานีทั้งหกและตำแหน่งของหน้าต่างกระบวนการ ฟลักซ์คือสิ่งที่กำหนดว่าหน้าต่างนั้นกว้างจริงเพียงใด
การปฏิบัติตามข้อกำหนดกลายเป็นเกณฑ์การจัดซื้อ
ปริมาณฮาโลเจนได้เปลี่ยนจากความอยากรู้ทางเทคนิคไปเป็นอุปสรรคทางการค้า สหภาพยุโรป ญี่ปุ่น เกาหลี และตลาดเอเชียตะวันออกเฉียงใต้หลายแห่งตรวจสอบปริมาณฮาโลเจน VOC และสารตกค้างอันตรายในวัสดุโฟโตวอลตาอิกขาเข้า และฟลักซ์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดคือการส่งของที่ถูกปฏิเสธ มากกว่าจะเป็นการถกเถียงเรื่องคุณภาพ ข้อกำหนดในทางปฏิบัติคือ:
- สูตรที่ปราศจากฮาโลเจนและปราศจากโลหะหนัก พร้อมระบุขีดจำกัดและวิธีการทดสอบ
- เอกสาร RoHS และ REACH ที่ครอบคลุมเกรดเฉพาะ ไม่ใช่กลุ่มผลิตภัณฑ์
- VOC ต่ำ ซึ่งสำคัญทั้งต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดและต่อสภาพแวดล้อมในโรงงาน
- ใบรับรองระดับแบตช์ เพราะคำถามเรื่องการปฏิบัติตามข้อกำหนดถูกถามต่อการส่งของแต่ละครั้ง
สิ่งที่ต้องรับรองก่อนที่คุณจะเปลี่ยน
การเปลี่ยนฟลักซ์คือการเปลี่ยนแปลงกระบวนการ ไม่ใช่การเปลี่ยนวัสดุสิ้นเปลือง ก่อนเปลี่ยน ให้ทดสอบอย่างน้อย:
- ความแข็งแรงในการลอกและลักษณะรอยเชื่อมตลอดช่วงการให้ความร้อนล่วงหน้าทั้งหมด, ไม่ใช่ที่ค่าที่กำหนด — คำถามคือฟลักซ์ใหม่ให้ระยะเผื่อแก่คุณมากน้อยเพียงใดก่อนที่ข้อบกพร่องจะปรากฏ
- การตรวจสอบ EL ของสตริง, เพื่อจับความเสียหายของนิ้วและรอยแตกขนาดเล็กที่การตรวจสอบด้วยสายตามองไม่เห็น หากคุณไม่มี EL แบบอินไลน์ นี่คือจุดที่ offline EL setup คุ้มค่ากับต้นทุน
- ความต้านทานฉนวนและความแข็งแรงในการลอกหลังความชื้น-ความร้อน, บนคูปองที่ลามิเนตแล้ว นี่คือการทดสอบเดียวที่ตอบคำถามเรื่องสารตกค้าง
- การตรวจสอบการเก็บในที่เย็น. เก็บตัวอย่างที่อุณหภูมิต่ำสุดที่คลังสินค้าของคุณไปถึงจริง แล้วตรวจสอบกิจกรรมและลักษณะ — หากสถานที่ของคุณมีฤดูหนาว นี่ไม่ใช่การทดสอบเชิงทฤษฎี
- เอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับเกรดที่แน่นอน, ตรวจสอบเทียบกับตลาดปลายทางก่อนแบตช์การผลิตแรก มากกว่าก่อนการส่งของครั้งแรก
คำถามที่พบบ่อย
ฟลักซ์แบบไม่ต้องทำความสะอาดหมายความว่าอย่างไรจริง ๆ สำหรับฟลักซ์โฟโตวอลตาอิก?
หมายความว่าสารตกค้างที่เหลือหลังการบัดกรีนั้นไม่เป็นอันตรายทางไฟฟ้าและไม่จำเป็นต้องกำจัด ในทางปฏิบัติหมายถึงปริมาณของแข็งต่ำ สารกระตุ้นที่ระเหยไปเป็นส่วนใหญ่ และสารตกค้างที่ไม่กลายเป็นตัวนำไฟฟ้าหรือดูดความชื้นหลังความชื้น-ความร้อน มันเป็นการอ้างความน่าเชื่อถือ ไม่ใช่การอ้างลักษณะภายนอก — ฟลักซ์สามารถไม่ทิ้งอะไรที่มองเห็นได้และยังคงล้มเหลวในการทดสอบฉนวนความชื้น-ความร้อน
ฟลักซ์ที่ปราศจากฮาโลเจนอ่อนกว่าฟลักซ์ที่มีฮาโลเจนหรือไม่?
ไม่จำเป็น แต่เคมีของสารกระตุ้นนั้นแตกต่างกัน สารกระตุ้นฮาโลเจนเป็นตัวกำจัดออกไซด์ที่มีประสิทธิภาพมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถูกจำกัด สูตรที่ปราศจากฮาโลเจนบรรลุกิจกรรมที่เพียงพอด้วยระบบกรดอินทรีย์และการเลือกตัวทำละลายอย่างระมัดระวัง การแลกเปลี่ยนเปลี่ยนจากกิจกรรมดิบไปสู่การควบคุมสูตรและความกว้างของหน้าต่างกระบวนการ
ทำไมสารตกค้างฟลักซ์จึงสำคัญกว่าสำหรับ N-type มากกว่าที่เคยเป็นสำหรับ PERC?
สองเหตุผล หนึ่ง เซลล์ N-type ไวต่อสภาพผิวที่สารตกค้างส่งผลกระทบมากกว่า สอง ระบอบการทดสอบของอุตสาหกรรมเข้มงวดขึ้นในเวลาเดียวกัน — การทดสอบความชื้น-ความร้อนและ PID กลายเป็นข้อกำหนดการจัดซื้อตามปกติ ดังนั้นข้อบกพร่องที่เคยมองไม่เห็นจึงถูกวัดในตอนนี้
ฉันเปลี่ยนฟลักซ์โดยไม่รับรองโปรไฟล์การบัดกรีใหม่ได้หรือไม่?
คุณเปลี่ยนได้ แต่ไม่ควรสันนิษฐานว่าโปรไฟล์ยังใช้ได้ ระบบตัวทำละลายที่แตกต่างกันเปลี่ยนพฤติกรรมของฟลักซ์ในขั้นให้ความร้อนล่วงหน้า และสารกระตุ้นที่แตกต่างกันเปลี่ยนอุณหภูมิที่การเปียกเริ่มต้น ทดสอบความแข็งแรงในการลอกซ้ำตลอดช่วงการให้ความร้อนล่วงหน้าก่อนตัดสินใจ
การเลือกฟลักซ์ส่งผลต่อสาย 0BB แตกต่างกันหรือไม่?
ใช่ รูปแบบศูนย์บัสบาร์ใช้ริบบอนที่บางกว่าและจุดเชื่อมต่อที่ละเอียดกว่า จึงมีความจุความร้อนน้อยกว่าและระยะเผื่อทางกลน้อยกว่า พฤติกรรมการกระตุ้นที่อุณหภูมิต่ำและความอ่อนโยนของสารกระตุ้นสำคัญกว่า ไม่ใช่น้อยกว่า เราได้กล่าวถึงคำถามเรื่องรูปแบบบัสบาร์แยกต่างหากในบทความเรื่องสตริงเกอร์ที่ลิงก์ไว้ด้านบน
รายละเอียดทางเทคนิคในบทความนี้มาจากไหน?
คำอธิบายสูตร คุณสมบัติผลิตภัณฑ์ทั้งสี่ที่อ้าง และผลลัพธ์จากสายการผลิต มาจากบทความอุตสาหกรรมภาษาจีนที่เผยแพร่โดย 新能供应链, ซึ่งอธิบายซีรีส์ฟลักซ์แบบไม่ต้องทำความสะอาดปราศจากฮาโลเจน Changxian CX700/B/D นั่นคือเนื้อหาที่ผู้จัดทำโดยซัพพลายเออร์เขียนขึ้น และเราได้ระบุตัวเลขประสิทธิภาพว่าเป็นการอ้างของผู้จัดหา วิศวกรรมการบัดกรีทั่วไป — ความสัมพันธ์ระหว่างเคมีของสารกระตุ้น สารตกค้างจากตัวทำละลาย และความน่าเชื่อถือภายใต้ความชื้นและความร้อน — เป็นแนวปฏิบัติมาตรฐานในงานประกอบอิเล็กทรอนิกส์และโฟโตวอลเทอิก ส่วนการวินิจฉัยระดับสายการผลิตสะท้อนมุมมองของเราที่มีต่อข้อบกพร่องเหล่านี้จากฝั่งอุปกรณ์ ไม่มีสิ่งใดในที่นี้ที่อ้างอิงจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการของเราเองกับฟลักซ์ใด ๆ
