Nová studie potvrzuje citlivost HJT solárních článků na pájecí tavidlo

Skupina vědců z Korejského institutu elektronických technologií (KETI) zkoumala, jak mohou komerčně dostupné pájecí tavidla korodovat elektrody z oxidu india a cínu (ITO) v heterojunkčních (HJT) solárních článcích, a zjistila, že existuje významné riziko předčasného zhoršení vlastností během procesu propojování článků.

Pájecí tavidla se používají k odstranění oxidu z propojovacích pásek nebo sběrnicových pásek během procesu montáže modulů.

Vědci analyzovali zejména čtyři komerčně dostupné tavidla – 920, 952, 56 a 180 – v náročných podmínkách, včetně vysoké vlhkosti a teploty. „Tavidla byla předem vysušena, což vedlo k vysoce koncentrované, husté pastovité konzistenci,“ vysvětlili. „Pájecí tavidlo bylo během procesu připájení úmyslně nakapáno na přední a zadní vrstvy ITO.“

Zbytky tavidla byly odstraněny pomocí ultrazvuku po 45 hodinách degradace vlhkým teplem (DH). Série elektroluminiscenčních (EL) snímků však ukázala, že zbytky nebyly odstraněny úplně, což způsobilo tvorbu tmavých skvrn na článcích.

Prostřednictvím dalších experimentů výzkumný tým zjistil, že nanesení tavidla na vrstvu ITO článků HJT vede k „závažné“ ztrátě elektrické vodivosti.

„Toto korozní chování je zvláště výrazné na zadní vrstvě ITO kvůli její odlišné struktuře ve srovnání s přední vrstvou ITO, zejména vyšším obsahem cínu (Sn), který vede k fázové segregaci oxidu cínu (SnO₂) potvrzené rentgenovou difrakční analýzou (XRD),“ vysvětlil. „Měření rentgenovou fotoemiseční spektroskopií (XPS) také ukazují relativně vysokou koncentraci kyslíkových vakancí v zadní vrstvě ITO.“

Vědci také zjistili, že tavidlo 920 vykazovalo nejvyšší míru degradace na obou stranách vrstev ITO kvůli své nejvyšší kyselosti, zatímco tavidla 180, 952 a 56, která mají podobnou kyselost, vykazovala nižší míru degradace.

„Celkově tyto výsledky zdůrazňují, že kontaminace malým množstvím zbytků tavidla během výroby fotovoltaických modulů může způsobit významné dlouhodobé zhoršení výkonu,“ uzavřeli vědci s tím, že jejich práce představuje metodu aplikace tavidla a proces sušení, které mohou tyto problémy s degradací vyřešit.

„Vzorky, u kterých byl tavidlo vysušeno a vyfoukáno před připojením, nevykazují téměř žádné zhoršení, což naznačuje, že proces sušení a vyfoukání snižuje přetečení tavidla na vrstvu ITO a tím zmírňuje zvýšení sériového odporu,“ dodali.