No-Clean Halogen-Free Flux para sa N-Type Cells: Bakit ang Residue ang Nagtatakda ng Buhay ng Module

Ang flux ang pinakamaliit na consumable sa isang module line at ang pinaka-malamang na magpasya kung ang 25-taong warranty ay makakaligtas sa damp heat. Habang ang N-type cells — TOPCon, HJT at XBC — ay pumalit sa PERC, ang flux na gumana sa makakapal na wafers at malalawak na fingers ay hindi na naging sapat: ang parehong activity na dating naglilinis ng busbar nang maayos ay umaatake na ngayon sa ultra-fine fingers at manipis na passivation layers, at ang mga solvent na dating sumingaw nang walang pinsala ay nag-iiwan na ngayon ng residue na lumalabas bilang insulation loss at delamination pagkatapos ng 85 °C / 85 %RH ageing. Ang panahon ng N-type ay hindi nangangailangan ng mas malakas na flux. Kailangan nito ng mas banayad, mas malinis at mas predictable.

Bakit Tumigil sa Paggana ang Lumang Flux

Ang mga failure mode ay hindi teoretikal; bawat isa ay tumutugma sa isang defect na kinikilala na ng isang stringer operator.

Ang ikatlong row ang pinakamahal at pinakahuling lumalabas. Ang flux residue na hindi nakikita sa dulo ng stringer ay maaari pa ring nasa ibabaw ng cell kapag pumasok ang module sa damp heat, kung saan ito ay nagiging ionic pathway. Kaya naman ang pagtingin ng industriya ay nagbago mula sa pagtrato sa flux bilang consumable tungo sa pagtrato dito bilang process material na may kaakibat na reliability consequence.

Ano ang Ngayon ay Tumutukoy sa isang Photovoltaic Flux

Apat na katangian ang naging bahagi na ng specification:

• Banayad, kontroladong activity. Sapat upang basagin ang oxide sa ribbon at pad sa mababang temperatura, hindi sapat upang ma-etch ang finger o ang passivation layer.
• Napakababang residue, tunay na no-clean. Hindi lamang hindi nakikita pagkatapos ng soldering — electrically benign pagkatapos ng accelerated ageing.
• Pandaigdigang pagsunod. Halogen-free at low-VOC, may test documentation na magpapatunay sa border.
• Katatagan sa mass production. Walang crystallisation sa buong storage temperature range, kaya hindi nagbabago ang batch activity ayon sa panahon.

Ang mga ito ay magkakaibang direksyon, at iyon ang buong kahirapan. Ang mas mataas na activity ay nagbibigay ng mas mahusay na wetting at mas kaunting cold joints, ngunit umaatake sa pinong features. Ang mas mababang activity ay mas banayad ngunit may panganib na hindi sapat ang pagtanggal ng oxide. Ang mas maraming solvent ay tumutulong sa pagkalat ngunit nag-iiwan ng mas maraming residue. Ang isang formulation ay isang kompromiso, at ang kapaki-pakinabang na tanong kapag naghahambing ng mga produkto ay anong kompromiso ang ginawa nito.

Ano ang Talagang Binabago ng isang Formulation

Kung kukuha tayo ng isang halogen-free no-clean product family bilang halimbawa — ang CX700/B/D series mula sa Changxian, na inilarawan sa Chinese industry article na pinagmulan ng pirasong ito — ang tatlong lever ay ang solvent system, ang activator system at ang functional additives.

Ang solvent system

Maraming flux sa merkado ay umaasa sa butyl-ether-type solvents: mataas ang viscosity, mahirap sumingaw, at pinagmulan ng problema sa hindi nakikitang residue. Ang alternatibong inilarawan dito ay pinagsasama ang isang low-viscosity specialty solvent sa dipropylene glycol methyl ether (DPM). Ang specialty solvent ay walang ether bond, mahusay na nag-aatomise nang hindi bumabara ang nozzle, at sumisingaw nang maaga kaya hindi natatangay ng preheat ang activator bago ito kumilos. Ang DPM ay idinagdag para sa wetting at solubilisation, at upang pigilan ang crystallisation sa mababang temperatura.

Ang activator system

Sa halip na isang agresibong acid, ang inilarawang paraan ay gumagamit ng tatlong banayad na organic acids — succinic, glutaric at adipic — kasama ng isang hydrocarbon-type activator, bawat isa ay may tiyak na gawain. Ang inaasahang pag-uugali ay gumagana ang halo sa mababang temperatura upang basagin ang ribbon oxide, pagkatapos ay ganap na nag-aactivate sa high-temperature phase nang hindi kinakalawang ang pinong fingers, at karamihan ay sumisingaw pagkatapos upang hindi manatili ang acidic residue na magdudulot ng PID.

Ang mga additive

Ang isang low-foam non-ionic surfactant ay sumusuporta sa high-speed spray lines — ang pagbuo ng foam ay tunay na problema sa automatic spray fluxers, at nagdudulot ito ng hindi pantay na deposition. Ang isang benzotriazole (BTA) corrosion inhibitor ay kasama upang pigilan ang oxidation discolouration sa copper side ng ribbon at upang mapabuti ang mechanical strength ng joint.

Ang mga pahayag ng vendor na kasama ng formulation na ito — solids content na 1.4–1.7 %, walang crystallisation pagkatapos ng mahabang storage sa 5 °C, RoHS at REACH test reports, at GW-scale line results na nagsasabing 3–5 % yield improvement sa TOPCon lines na may nabawasang microcracking sa HJT lines — ay ayon sa inilathala ng flux supplier. Ang mga ito ay sariling figures ng supplier, hindi independiyenteng test, at dapat basahin sa ganoong paraan.

Paano Lumalabas ang mga Fault ng Flux sa Linya

Dito ito nagiging tanong sa kagamitan, at ito ang bahaging hinaharap namin araw-araw. Kapag may iniulat na depekto sa paghinang ang isang customer, bihirang ang flux ang unang pinaghihinalaan at kadalasan ito ang aktwal na sanhi. Ang pattern ng diagnostic:

Malamig na dugtungan at mababang lakas ng pagbabalat

Kung ang lakas ng pagbabalat ay kalat-kalat sa halip na pantay-pantay na mababa, hinalain ang flux at ang profile sa halip na ang makina. Ang activator na naglalaho sa panahon ng preheat ay gumagawa ng mga dugtungan na mukhang hinang at nabibigo sa pull test. Ang palatandaan ay ang pagkabigo ay nauugnay sa preheat dwell time o sa ambient humidity, hindi sa katumpakan ng placement.

Ribbon na hindi nababasa ang pad

Ang pagkabigo sa wetting na may tamang placement at tamang temperatura ay karaniwang nangangahulugan na ang flux ay hindi nag-aalis ng oxide nang sapat na mabilis sa temperaturang iyon, o ito ay naideposito nang hindi pantay. Sa isang automatic spray fluxer, ang pagbuo ng foam at pagbara ng nozzle ang mga mekanismo — pareho itong katangian ng formulation bago pa maging mga sira ng makina.

Mga depektong lumilitaw lamang pagkatapos ng lamination o damp heat

Ang paglihis ng insulation resistance, delamination sa ibabaw ng cell, at pagkawala ng kulay na lumilitaw lamang pagkatapos ng pagtanda ay tumutukoy sa residue. Sa oras na lumitaw ang mga ito, ang mga module ay nakalaminate na, kaya ang imbestigasyon ay magastos. Ito ang pinakamalakas na argumento para sa pag-qualify ng flux sa pamamagitan ng accelerated ageing sa halip na sa hitsura ng dugtungan mula sa stringer.

Ginagawa namin ang mga stringer na nagpapatakbo ng mga prosesong ito — ang SS-1500B, ang SS-2500B at ang AM050FH MBB stringer — at ang praktikal na tuntunin na ibinibigay namin sa mga customer ay ang flux at ang soldering profile ay dapat i-qualify nang magkasama, sa target na cell. Ang flux na gumaganap nang mahusay sa isang PERC reference cell ay hindi ebidensya para sa isang 0BB TOPCon cell na may mas pinong mga daliri at mas mababang thermal budget. Ang aming pangkalahatang-tanaw ng kung paano gumagana ang isang tabber at stringer ay sumasaklaw sa anim na istasyon at kung saan naroroon ang process window; ang flux ang tumutukoy kung gaano kalawak talaga ang window na iyon.

Ang Pagsunod ay Kriteriyon na Ngayon sa Pagbili

Ang nilalaman ng halogen ay lumipat mula sa teknikal na kuryusidad tungo sa hadlang sa kalakalan. Ang EU, Japan, Korea at ilang merkado sa Timog-silangang Asya ay nagsusuri na ngayon ng halogen, VOC at mapanganib na residue sa mga papasok na photovoltaic material, at ang hindi sumusunod na flux ay tinatanggihang kargamento sa halip na talakayan sa kalidad. Ang mga praktikal na kinakailangan ay:

• Halogen-free at heavy-metal-free na formulation, na may nakasaad na limitasyon at ang paraan ng pagsubok
• Dokumentasyon ng RoHS at REACH na sumasaklaw sa partikular na grado, hindi sa pamilya ng produkto
• Mababang VOC, na mahalaga kapwa para sa pagsunod at para sa kapaligiran ng pabrika
• Mga sertipiko sa antas ng batch, dahil ang tanong sa pagsunod ay itinatanong bawat kargamento

Ano ang Dapat I-qualify Bago Ka Magpalit

Ang pagpapalit ng flux ay pagbabago sa proseso, hindi pagpapalit ng consumable. Bago magpalit, patakbuhin ang hindi bababa sa:

1. Lakas ng pagbabalat at hitsura ng dugtungan sa buong preheat window, hindi sa nominal na setting — ang tanong ay kung gaano karaming margin ang ibinibigay ng bagong flux bago lumitaw ang mga depekto.
2. EL inspection ng string, upang mahuli ang pinsala sa daliri at microcracks na hindi nakikita ng visual inspection. Kung wala kang inline EL, ito ang punto kung saan ang isang offline EL setup ay nakakabawi ng gastos nito.
3. Insulation resistance at lakas ng pagbabalat pagkatapos ng damp heat, sa mga nakalaminate na coupon. Ito ang tanging pagsubok na tumutugon sa tanong ng residue.
4. Isang pagsusuri sa cold storage. Mag-imbak ng sample sa pinakamababang temperatura na aktwal na naaabot ng iyong bodega, pagkatapos ay i-verify ang aktibidad at hitsura — kung ang iyong site ay nakakaranas ng taglamig, hindi ito teoretikal na pagsubok.
5. Mga dokumento ng pagsunod para sa eksaktong grado, na sinusuri laban sa destinasyong merkado bago ang unang batch ng produksyon sa halip na bago ang unang kargamento.

Mga Madalas Itanong

Ano talaga ang ibig sabihin ng no-clean para sa isang photovoltaic flux?

Na ang residue na natitira pagkatapos ng paghinang ay elektrikal na hindi nakakasama at hindi nangangailangan ng pagtanggal. Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito ng mababang nilalaman ng solids, mga activator na halos naglalaho, at residue na hindi nagiging konduktibo o hygroscopic pagkatapos ng damp heat. Ito ay pag-aangkin sa pagiging maaasahan, hindi pag-aangkin sa hitsura — ang isang flux ay maaaring walang maiwang nakikita at nabibigo pa rin sa damp-heat insulation test.

Mas mahina ba ang halogen-free flux kaysa sa halogenated flux?

Hindi kinakailangan, ngunit ang chemistry ng activation ay iba. Ang mga halogen activator ay napakabisa sa pag-aalis ng oxide, na siyang dahilan kung bakit ito pinaghihigpitan. Ang mga halogen-free formulation ay nakakamit ng sapat na aktibidad sa mga organic acid system at maingat na pagpili ng solvent. Ang trade-off ay lumilipat mula sa raw activity tungo sa kontrol ng formulation at lapad ng process window.

Bakit mas mahalaga ang flux residue para sa N-type kaysa noong PERC?

Dalawang dahilan. Una, ang mga N-type cell ay mas sensitibo sa mga kondisyon ng ibabaw na apektado ng residue. Ikalawa, ang rehimen ng pagsubok sa industriya ay naging mas mahigpit sa parehong panahon — ang damp heat at PID testing ay karaniwang kinakailangan na ngayon sa pagbili, kaya ang mga depektong dating hindi nakikita ay sinusukat na ngayon.

Maaari bang magpalit ng flux nang hindi muling nag-qualify ng soldering profile?

Maaari mong palitan ito, ngunit hindi mo dapat ipagpalagay na naaangkop pa rin ang profile. Ang iba't ibang solvent system ay nagbabago kung paano kumikilos ang flux sa preheat, at ang iba't ibang activator ay nagbabago ng temperatura kung saan nagsisimula ang wetting. Muling patakbuhin ang lakas ng pagbabalat sa buong preheat window bago magpasya.

Naiiba ba ang epekto ng pagpili ng flux sa mga 0BB line?

Oo. Ang mga zero-busbar format ay gumagamit ng mas manipis na ribbon at mas pinong connection point, kaya mas kaunti ang thermal mass at mas kaunti ang mechanical margin. Ang low-temperature activation behavior at ang kahinahunan ng activator ay mas mahalaga, hindi mas kaunti. Tinalakay namin ang tanong sa busbar format nang hiwalay sa artikulo ng stringer na naka-link sa itaas.

Saan nagmula ang teknikal na detalye sa artikulong ito?

Ang paglalarawan ng formulation, ang apat na inaangking katangian ng produkto at ang mga resulta ng linya ay nagmula sa artikulong pang-industriya ng Tsina na inilathala ng 新能供应链, na naglalarawan sa Changxian CX700/B/D halogen-free no-clean flux series. Iyon ay nilalamang isinulat ng supplier at nilagyan namin ng label ang mga bilang ng pagganap bilang mga pag-aangkin ng supplier. Ang pangkalahatang soldering engineering — kung paano nauugnay ang activator chemistry, solvent residue at damp-heat reliability — ay karaniwang kasanayan sa electronics at photovoltaic assembly. Ang seksyon ng line-level diagnostic ay sumasalamin sa kung paano namin nakikita ang mga fault na ito mula sa panig ng kagamitan. Wala sa mga ito ang nakabatay sa aming sariling laboratory testing ng anumang flux.