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硅太阳能电池上 SN42BI59 焊点的金属间相生长和显微硬度

摘要：新型太阳能电池技术对温度的敏感性迫使人们使用熔点较低的焊料合金进行互连 [1]。我们的研究探讨了应用于硅异质结 (SHJ) 太阳能电池低温银金属化的 Sn42Bi58 焊点中金属间相生长和显微硬度的动力学。通过严格的实验和分析，我们了解了这些因素对焊点机械和材料性能的影响。通过横截面显微镜研究了与传统锡铅焊料相比，Sn42Bi58 焊料的微观结构变化，揭示了增大的金属间颗粒和相边界生长。这些变化归因于低熔点焊料的较低同源温度，预计会对焊点的机械强度产生负面影响。对于金属间相 Ag 3 Sn 模拟预测 SHJ 模块运行 25 年后潜在层厚度为 20 µm。我们的结果表明，Ag 3 Sn 相对显微硬度有显著影响。经过老化处理后，低温银金属化的纳米硬度增加了一倍，从 660 ± 53 N/mm² 增加到 1367 ± 411 N/mm²。这种硬度的提高主要归因于 Ag 3 Sn 金属间化合物相的主导作用。关键词：无铅焊接、金属间化合物、显微硬度、互连、长期稳定性 1 引言