焊接对薄型硅太阳能电池造成的损伤以及模块中破裂电池的检测 Andrew M. Gabor、Mike Ralli、Shaun Montminy、Luis Alegria、Chris Bordonaro、Joe Woods、Larry Felton Evergreen Solar, Inc. 138 Bartlett St., Marlborough, MA 01752, 508-597-2317, agabor@evergreensolar.com Max Davis、Brian Atchley、Tyler Williams GreenMountain Engineering 500 Third St, Suite 265, San Francisco, CA 94107 摘要:降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺导致硅片和电池厚度不断减小。工艺、材料和处理设备必须进行调整以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将电线焊接到电池上是变得更具挑战性的步骤之一。电池可能在加工过程中破裂,或者由于加工过程中的损坏导致模块破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 开发了有助于优化工艺、设备和材料的工具,并开发了改进的模块级裂纹检测方法。在本文中,我们描述了一种电池破损强度测试仪,我们将其构建为一种快速反馈和质量控制工具,用于改进和监控焊接过程。我们还描述了一种电致发光裂纹检测系统,我们开发该系统是为了快速、无损地对模块中破裂的电池进行成像。有限元建模用于解释为什么与背面相比,在模块的玻璃面上加载时电池更容易破裂。关键词:模块制造、可靠性、焊接 1 简介 降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,正在推动晶圆和电池厚度的稳步下降。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将导线焊接到电池上是更具挑战性的步骤之一。电池可能会在此过程中破裂,或者由于在此过程中造成的损坏,模块随后会破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 正在研究裂纹形成的机制,并正在开发有助于优化工艺和材料的工具,并正在开发模块级裂纹检测的改进方法。
焊接对薄型硅太阳能电池造成的损伤以及模块中破裂电池的检测 Andrew M. Gabor、Mike Ralli、Shaun Montminy、Luis Alegria、Chris Bordonaro、Joe Woods、Larry Felton Evergreen Solar, Inc. 138 Bartlett St., Marlborough, MA 01752, 508-597-2317, agabor@evergreensolar.com Max Davis、Brian Atchley、Tyler Williams GreenMountain Engineering 500 Third St, Suite 265, San Francisco, CA 94107 摘要:降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺导致硅片和电池厚度不断减小。工艺、材料和处理设备必须进行调整以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将电线焊接到电池上是变得更具挑战性的步骤之一。电池可能在加工过程中破裂,或者由于加工过程中的损坏导致模块破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 开发了有助于优化工艺、设备和材料的工具,并开发了改进的模块级裂纹检测方法。在本文中,我们描述了一种电池破损强度测试仪,我们将其构建为一种快速反馈和质量控制工具,用于改进和监控焊接过程。我们还描述了一种电致发光裂纹检测系统,我们开发该系统是为了快速、无损地对模块中破裂的电池进行成像。有限元建模用于解释为什么与背面相比,在模块的玻璃面上加载时电池更容易破裂。关键词:模块制造、可靠性、焊接 1 简介 降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,正在推动晶圆和电池厚度的稳步下降。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将导线焊接到电池上是更具挑战性的步骤之一。电池可能会在此过程中破裂,或者由于在此过程中造成的损坏,模块随后会破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 正在研究裂纹形成的机制,并正在开发有助于优化工艺和材料的工具,并正在开发模块级裂纹检测的改进方法。
PAL § 3102-e(1)(b) 下的新兴技术是指:1) 先进材料和加工技术,涉及开发、修改或改进一种或多种材料或方法,以生产具有改进性能特征或特殊功能属性的设备和结构,或激活、加速或以其他方式改变化学、生化或医学过程。此类技术包括但不限于以下内容:金属合金、金属基体和陶瓷复合材料、先进聚合物、薄膜、膜、超导体、电子和光子材料、生物活性材料、生物加工、基因工程、催化剂、废物减排和废物处理技术;2) 工程、生产和国防技术,涉及基于知识的控制系统和架构、先进的制造和设计流程、设备和工具,或推进、导航、制导、航海、航空和航天地面和机载系统、仪器和设备。此等技术包括但不限于下列各项:计算机辅助设计与工程、计算机集成制造、机器人与自动化设备、集成电路制造与测试设备、传感器、生物传感器、信号与图像处理、医疗与科学仪器、精密加工与成型、生物与遗传研究设备、环境分析、补救、控制与预防设备、国防指挥与控制设备、航空电子与控制装置、导弹与航天器推进装置、军用飞机、航天器以及监视、跟踪与防御预警系统;3)用于生产电子、光电子、机械设备和带有交互式媒体内容的电子发行产品的电子和光子器件及部件。此等技术包括但不限于下列各项:微处理器、逻辑芯片、存储芯片、激光器、印刷电路板技术、电致发光、液晶、等离子和真空荧光显示器、光纤、磁信息与光信息存储、光学仪器、透镜与滤波器、单工与双工数据库以及太阳能电池; 4)涉及先进计算机软件和硬件、可视化技术和人机界面技术的信息和通信技术、设备和系统。这些技术包括但不限于:操作和应用软件、人工智能、计算机建模和仿真、高级软件语言、神经网络、处理器架构、动画和全动态视频、图形硬件和软件、语音和光学字符识别、大容量信息存储和检索、数据压缩、宽带交换、多路复用、数字信号处理、和光谱技术;5)生物技术是涉及对生物体进行科学操作的技术,特别是在分子和亚分子遗传水平上,以生产有助于改善植物、动物和人类生活和健康的产品;以及与这些改进相关的科学研究、药理学、机械和计算应用和服务。此类应用和服务所包含的活动应包括但不限于替代 mRNA 剪接、DNA 序列扩增、抗原转换、生物增强、生物富集、生物修复、染色体步行、细胞遗传工程、DNA 诊断、指纹识别和
焊接对薄型硅太阳能电池造成的损伤以及模块中破裂电池的检测 Andrew M. Gabor、Mike Ralli、Shaun Montminy、Luis Alegria、Chris Bordonaro、Joe Woods、Larry Felton Evergreen Solar, Inc. 138 Bartlett St., Marlborough, MA 01752, 508-597-2317, agabor@evergreensolar.com Max Davis、Brian Atchley、Tyler Williams GreenMountain Engineering 500 Third St, Suite 265, San Francisco, CA 94107 摘要:降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺导致硅片和电池厚度不断减小。工艺、材料和处理设备必须进行调整以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将电线焊接到电池上是变得更具挑战性的步骤之一。电池可能在加工过程中破裂,或者由于加工过程中的损坏导致模块破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 开发了有助于优化工艺、设备和材料的工具,并开发了改进的模块级裂纹检测方法。在本文中,我们描述了一种电池破损强度测试仪,我们将其构建为一种快速反馈和质量控制工具,用于改进和监控焊接过程。我们还描述了一种电致发光裂纹检测系统,我们开发该系统是为了快速、无损地对模块中破裂的电池进行成像。有限元建模用于解释为什么与背面相比,在模块的玻璃面上加载时电池更容易破裂。关键词:模块制造、可靠性、焊接 1 简介 降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,正在推动晶圆和电池厚度的稳步下降。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将导线焊接到电池上是更具挑战性的步骤之一。电池可能会在此过程中破裂,或者由于在此过程中造成的损坏,模块随后会破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 正在研究裂纹形成的机制,并正在开发有助于优化工艺和材料的工具,并正在开发模块级裂纹检测的改进方法。
焊接对薄型硅太阳能电池造成的损伤以及模块中破裂电池的检测 Andrew M. Gabor、Mike Ralli、Shaun Montminy、Luis Alegria、Chris Bordonaro、Joe Woods、Larry Felton Evergreen Solar, Inc. 138 Bartlett St., Marlborough, MA 01752, 508-597-2317, agabor@evergreensolar.com Max Davis、Brian Atchley、Tyler Williams GreenMountain Engineering 500 Third St, Suite 265, San Francisco, CA 94107 摘要:降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺导致硅片和电池厚度不断减小。工艺、材料和处理设备必须进行调整以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将电线焊接到电池上是变得更具挑战性的步骤之一。电池可能在加工过程中破裂,或者由于加工过程中的损坏导致模块破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 开发了有助于优化工艺、设备和材料的工具,并开发了改进的模块级裂纹检测方法。在本文中,我们描述了一种电池破损强度测试仪,我们将其构建为一种快速反馈和质量控制工具,用于改进和监控焊接过程。我们还描述了一种电致发光裂纹检测系统,我们开发该系统是为了快速、无损地对模块中破裂的电池进行成像。有限元建模用于解释为什么与背面相比,在模块的玻璃面上加载时电池更容易破裂。关键词:模块制造、可靠性、焊接 1 简介 降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,正在推动晶圆和电池厚度的稳步下降。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将导线焊接到电池上是更具挑战性的步骤之一。电池可能会在此过程中破裂,或者由于在此过程中造成的损坏,模块随后会破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 正在研究裂纹形成的机制,并正在开发有助于优化工艺和材料的工具,并正在开发模块级裂纹检测的改进方法。
横向效应对大型串联太阳能电池 EQE 测量的影响 S. Kasimir Reichmuth 1,2 , A. Fell 1,3 , G. Siefer 1 , M. Schachtner 1 , D. Chojniak 1 , O. Fischer 1,2 , M. Mühleis 1 , M. Rauer 1 , J. Hohl-Ebinger 1 , MC Schubert 1 1 弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE, Heidenhofstrasse 2, 79110 弗莱堡, 德国 电子邮件: kasimir.reichmuth@ise.fraunhofer.de, 2 Albert-Ludwigs-University, INATECH, Emmy-Noether-Strasse 2, 79110 弗莱堡, 德国 3 AF模拟,Landstr。 33a,79232 年 3 月,德国 摘要:大规模钙钛矿/硅 (PSC/Si) 串联太阳能电池中的横向不均匀电池参数可能会显著影响器件性能。可以使用电致发光 (EL)、光致发光 (PL) 和热成像方法来分析吸收器的横向质量。除了对电池性能的整体影响外,这种横向效应通常不会在串联器件的 EQE 和 IV 特性中考虑,但可能会导致错误的测量结果。因此,我们认为有必要采用大面积 3D PSC/Si 串联模拟来了解横向不均匀性的影响,以及与非理想测量条件(例如太阳能电池的小面积或不均匀照明)的相互作用。我们使用 3D 模拟软件 Quokka3 的串联插件进行全电池 3D 串联模拟,该软件使用“等效电路”模型处理钙钛矿顶部电池表层,也可以处理 Si 底部电池,而不是求解漂移扩散模型。我们通过模拟和实验来量化非均匀电池特性(例如低局部分流电阻或电池吸收器的不均匀性)在 EQE 测量期间与照明和偏置条件相互作用的影响。通过模拟深入了解横向效应特别有趣,因为在通常亚稳态的 PSC/Si 串联电池中对此类详细效应进行实验研究极具挑战性。关键词:多结太阳能电池、校准、模拟、钙钛矿、III-V 族半导体 1 引言 最近,钙钛矿/硅串联电池 (PSC/Si) 在实验室大小样品中显示出 31.25% [1] 的效率,并且 6 英寸晶圆级 PSC/Si 已认证的效率为 26.8 ±1.2 % [2]。同时,首次商业化已宣布将于今年进行,旨在扩大尺寸和提高产量 [3]。在工业实施中,为实验室大小的电池建立的工艺适用于大规模产出。与小型实验室电池相比,横向效应对于全晶圆大小的电池可能更为重要。这可以解释在扩大规模过程中钙钛矿吸收剂的效率下降的原因 [4]。空间不均匀性对电池性能和这些电池的特性都有影响,例如,如果这些方法仅依赖于局部照明而不分析器件的整个区域,则会产生很大的误差。这对于 EQE 和 IV 特性至关重要,因为这可能会使结果与真实特性产生很大偏差,从而导致误解甚至误导电池开发。为了展示其重要性,我们通过实验和模拟,以局部和全照明 EQE 测量为例,研究了横向效应的影响。除了可能由不均匀的薄膜厚度引起的光学横向不均匀性之外,我们还研究了进一步/更复杂的电气 EQE 测量伪影的影响。这种伪影在两端多结器件中很常见,是由低分流电阻(R 分流)或反向击穿特性引起的 [5–7],并且取决于偏置电压和偏置照明的光谱辐照度。借助最近发布的 3D 太阳能电池模拟工具 Quokka3 的串联功能,我们研究了局部分流等横向缺陷如何影响这种 EQE 伪影。