質(zhì)構(gòu)儀用于有機(jī)硅導(dǎo)電膠黏接強(qiáng)度測試

半導(dǎo)體界面能夠產(chǎn)生光伏效應(yīng)，這就是光伏發(fā)電的基本原理。單塊電池片的發(fā)電量很小，因此需要將許多單塊的電池片并聯(lián)或者串聯(lián)形成組件才能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的工業(yè)價(jià)值。傳統(tǒng)的方式是使用錫鉛焊帶對光伏組件進(jìn)行封裝處理，但是這種方式存在很大的局限性：①由于焊帶材質(zhì)與電池片材質(zhì)差異較大，因此在陽光照射下熱脹冷縮的程度不同，極其容易在連接處產(chǎn)生應(yīng)力。由于應(yīng)力的存在，電池片厚度不能太薄，否則極易崩裂電池片。②焊帶不會產(chǎn)生光伏效應(yīng)，因此焊帶的存在會對電池片造成遮擋，從而降低發(fā)電效率。③焊帶是金屬材料，長期的戶外使用極易造成焊帶的腐蝕，從而降低組件的使用壽命。④焊帶主要是錫鉛合金，在焊接過程中由于高溫會形成錫鉛蒸汽，對生產(chǎn)組件的工人造成一定的身體危害。

為了解決焊帶給組件帶來的一系列問題，人們開始研究無焊帶的光伏組件設(shè)計(jì)。后來使用導(dǎo)電膠黏接疊瓦組件的方式被越來越多的應(yīng)用起來。而有機(jī)硅膠黏劑因?yàn)槠鋬?yōu)異的耐老化性能，低模量膨脹系數(shù)小，綠色無污染等一系列優(yōu)點(diǎn)成為導(dǎo)電膠體系的shou選材料。有機(jī)硅膠黏劑自身不導(dǎo)電，因此需要加入導(dǎo)電填料從而賦予其導(dǎo)電性能。由于膠體本身的電阻大小對于光伏組件的發(fā)電功率影響較大，因此普遍需要使用金屬粉體作為導(dǎo)電填料才能滿足使用需求。常用的金屬導(dǎo)電粉主要有銀粉、鎳粉、鐵粉以及銅粉等，而太陽能組件使用基本在室外，因此通常選擇銀粉作為導(dǎo)電填料。因?yàn)殂y粉相比于其他金屬不容易被氧化和腐蝕，且銀的氧化物導(dǎo)電性良好，其他幾種金屬的氧化物基本不導(dǎo)電。但是銀粉的成本較高，因此如果能夠在滿足導(dǎo)電性能的基礎(chǔ)上降低銀粉用量，那么導(dǎo)電膠的成本就能大幅降低。目前普遍認(rèn)為導(dǎo)電膠的體積電阻率需要小于1×10-3Ω.cm 才能夠滿足光伏組件的使用要求。目前市面上大多數(shù)導(dǎo)電膠的體積電阻率為了達(dá)到上述要求，通常銀含量在75%-85%。

1、樣品準(zhǔn)備

導(dǎo)電膠主要是將一塊電池片的正銀柵線與另一塊電池片的背銀柵線黏接到一起，因此膠體的黏接基材主要為金屬銀。本實(shí)驗(yàn)將2mm×2mm 的銀片黏接到銀基板上放入恒溫干燥箱中進(jìn)行加熱固化，條件為180℃，10min。固化完成后將其取出放于室溫下自然冷卻，冷卻至室溫后進(jìn)行性能測試。

2、黏接強(qiáng)度測定

儀器：Universal TA質(zhì)構(gòu)儀

探頭：P/TG拉伸探頭

本實(shí)驗(yàn)通過固定下方銀基板，然后使用質(zhì)構(gòu)儀對上方4mm² 的銀片施加一個(gè)平行于黏接面積的推力（剪切力）的方法測試膠對于銀基材的黏接力。測試條件設(shè)置如下：

測試模式：壓縮

測試前速度：1mm/s

測試速度：1mm/s

測試后速度：2mm/s

觸發(fā)力：8g

目標(biāo)模式：下壓距離15mm

結(jié)果：當(dāng)銀片從銀基板上剝離時(shí)，記錄下剪切力為N。那么通過計(jì)算可以得到黏接強(qiáng)度P=N/S，S 為黏接面積，即4mm²。