Warum Bussing (Überlappungslöten) während der Lamination in PV-Modulen zu Zellrissen führt
Inhaltsverzeichnis
Produkteinführung
Mittellochrisse sind der häufigste kosmetische Defekt, dem man in einer PV-Modullinie begegnet. Die Ursachen sind vielfältig und es gibt viele davon. Dieser Beitrag grenzt die Sache ein und betrachtet nur die Mittellochrisse, die aus Problemen im Bussing-Schritt (Überlappungslöten) resultieren. Drei typische Grundursachen, eine nach der anderen durchgegangen.
Technische Parameter
Reservierter Abstand zwischen Band und Zellkante ist zu klein
Die Zellkante sitzt zu nah am Busbar.
TOPCon-Zellstrings verwenden eine Frontseiten-Band-positive-Struktur, und das Band wird auf die Rückseite des Busbars gelötet. Während des Bussings bringt die Maschine die Zelle und den Busbar zwar in dieselbe Ebene, aber die beiden Materialien unterscheiden sich stark in der Dicke:
| Artikel | Dicke |
|---|---|
| Standard-TOPCon-Wafer | 0,13mm |
| Mittlerer Busbar | 0,35mm~0,4mm |
Sobald man in die Lamination kommt, wirkt im Kontaktbereich, wo das Band auf die Zellkante trifft, eine zweiachsige Kraft.
Wenn der Abstand zwischen Zelle und Busbar zu klein ist, verkleinert sich der Winkel zwischen Band und Waferkante. Die Zugkraft F1 sinkt, und gleichzeitig steigt der vertikale Druck F2.
Wafer sind spröde. Unter diesem höheren Druck bricht die Kante leicht, und man erhält einen Mittellochriss.
Technische Vorteile
Band verbiegt und verformt sich nach dem Formen
Wenn der Ebenenunterschied zwischen Zelle und Busbar während des Bussings zu groß ist, behält das Band nach dem Löten einen Höhenunterschied.
Beim Bussing wurde die gesamte Bandlänge bereits festgelegt. Die überschüssige Länge hat keinen Platz, sodass sich das Band biegt, um sie aufzunehmen. Dieses gebogene Band drückt dann ständig auf die Zellkante, und Sie erhalten Chargen von Rissen in der Zellmitte.
Lötringdefekt beim Bussing (eine seltenere Chargenursache)
Hier haben die Zelle und die Busbar beim Bussing einen leichten Höhenunterschied, und der Harpunenbereich hat keine Busbar-Unterstützung, sodass sich das Band vom Wafer löst. Wenn die Löt Hitze die Bandbeschichtung schmilzt, bildet sich ein erhabener Lötring darum. Unter dem Laminierungsdruck drückt dieser harte Lötring direkt in den Wafer und verursacht einen weiteren Riss in der Zellmitte.
Produktanwendung
Diese drei Ausfallarten treten in den meisten kristallinen Modullinien auf und sind besonders bei dünnen, hocheffizienten Zellen relevant, bei denen die mechanische Toleranz bereits gering ist. Die Überwachung des Abstands zwischen Band und Zelle, der Planarität beim Bussing und der Lotprofilkontrolle bietet den größten Hebel für die Ausbeute bei Rissen in der Zellmitte.
Ooitechs Ansicht
Dünne TOPCon-Wafer mit 0,13 mm lassen kaum Spielraum für Fehler, daher ist das hier besprochene F1/F2-Kraftgleichgewicht eigentlich ein Ausrichtungsproblem, das Sie vorgelagert an den Stringer- und Bussing-Stationen lösen, nicht etwas, das Sie später in der Laminierung beheben können. In den von uns gebauten Modullinien ist die Einhaltung der Koplanarität von Zelle und Busbar sowie eines stabilen Lotprofils der Hauptfaktor für die Ausbeute bei Rissen in der Zellmitte. Wenn Sie sehen möchten, wie diese Schritte in einer echten Fabrik ablaufen, besuchen Sie den YouTube-Kanal von Ooitech. www.youtube.com/ooitech – dort gibt es reichlich Linienmaterial.
