澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）的研究人員評(píng)估了不同類(lèi)型助焊劑在濕熱條件下對(duì)隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）太陽(yáng)能電池金屬觸點(diǎn)的腐蝕影響，結(jié)果顯示，“無(wú)清洗”型助焊劑可能導(dǎo)致正面銀-鋁（Ag–Al）觸點(diǎn)嚴(yán)重腐蝕。

濕熱（DH）測(cè)試是一種加速老化試驗(yàn)，將光伏器件置于85攝氏度、85%濕度的環(huán)境中至少1000小時(shí)，用以評(píng)估組件在極端條件下的可靠性。論文通訊作者Bram Hoex表示：“我們的研究為光伏制造商提供了一種快速、低成本的方法，以便在生產(chǎn)早期發(fā)現(xiàn)助焊劑相關(guān)的可靠性問(wèn)題，從而減少因受潮腐蝕帶來(lái)的質(zhì)保索賠和性能損失。”

助焊劑在組件裝配中用于去除焊帶表面的氧化層，以保證牢固的金屬結(jié)合。研究團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)分析了無(wú)需清洗的“無(wú)清洗”助焊劑，這類(lèi)助焊劑可去除氧化層并形成牢固結(jié)合，但會(huì)留下少量非導(dǎo)電殘留物。

【資料圖】

測(cè)試采用了兩種商業(yè)助焊劑：基于羧酸的Flux A和基于蘋(píng)果酸的Flux B，并使用2019、2022及2023年通過(guò)激光增強(qiáng)接觸優(yōu)化（LECO）工藝生產(chǎn)的三種n型TOPCon電池。研究人員指出，這些電池的結(jié)構(gòu)相似，正面為硼摻雜發(fā)射極，覆蓋氧化鋁（Al?O?）和氮化硅（SiNx），并采用絲網(wǎng)印刷的銀柵線；背面則包括二氧化硅（SiO?）、磷摻雜多晶硅、SiNx以及同樣的銀柵線。

研究將樣品分為五組：正面涂布Flux A、正面涂布Flux B、背面涂布Flux A、背面涂布Flux B，以及未涂助焊劑的對(duì)照組。助焊劑通過(guò)噴涂方式施加，并在85攝氏度熱板上干燥最多10分鐘。

分析結(jié)果表明，“無(wú)清洗”助焊劑殘留物在濕熱條件下會(huì)導(dǎo)致TOPCon正面Ag–Al觸點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，增加串聯(lián)電阻并降低效率。Hoex指出：“含鹵素的Flux A腐蝕性明顯強(qiáng)于Flux B，但兩者都會(huì)造成顯著退化。”

研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，背面銀漿因化學(xué)穩(wěn)定性更高，幾乎不出現(xiàn)退化現(xiàn)象；而更致密的金屬化結(jié)構(gòu)和較低的鋁含量有助于提升耐腐蝕性能。

為解決這些問(wèn)題，研究人員建議在組件封裝前開(kāi)展未封裝電池層面的濕熱測(cè)試，以快

速識(shí)別助焊劑相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)選擇低鹵素、酸含量?jī)?yōu)化的助焊劑配方，并優(yōu)化金屬化漿料的成分和結(jié)構(gòu)，以限制助焊劑滲透。

研究成果已發(fā)表在《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊上，題為《Assessing the impact of solder flux-induced corrosion on TOPCon solar cells》。

此前，UNSW與阿特斯聯(lián)合研究曾證實(shí)，助焊劑選擇對(duì)TOPCon及異質(zhì)結(jié)（HJT）電池的可靠性至關(guān)重要；另有韓國(guó)電子技術(shù)研究院（KETI）的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，商用助焊劑可腐蝕HJT電池中的氧化銦錫（ITO）電極，存在早期退化風(fēng)險(xiǎn)。UNSW也曾探討過(guò)TOPCon電池在紫外誘導(dǎo)、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）封裝以及鈉離子作用下的退化機(jī)理，并揭示了多種未在PERC組件中出現(xiàn)的失效模式。