Sn-xNi和SAC105合金應用於光伏模組之界面微觀組織特性及通電機制研究

  • 莊 琮貿

學生論文: Master's Thesis

摘要

本實驗選用Sn-xNi (x=0 2 0 5 1 wt %)和SAC105四種不同無鉛銲錫合金應用於光伏模組上。實驗分為兩部份,首先為銲錫合金顯微組織觀察、熔點量測和拉伸性質分析;第二部份為銲錫合金應用於光伏模組,以剝離力測試和回銲界面微觀組織觀察,進而評估銲錫合金於光伏模組的適用性。並以高電流加速實驗測試,藉以模擬實際應用界面IMC變化對光伏模組體電組之影響。 由微觀組織觀察和拉伸測試發現,Sn-1Ni銲錫合金具有較密且針棒狀第二相,使得其YS、UTS和TE均比SAC105銲錫合金高。並藉由熔點量測評估應用於光伏模組的回銲溫度,再以剝離力測試評估光伏模組接合強度。以相同條件回銲後,因Sn-1Ni/Ag界面之Ag濃度梯度比SAC105f/Ag界面大,導致其剩餘銀膠層較薄 (7 4μm0 028Ω)。經高電流通電72小時後, Sn-1Ni/Cu界面的(Cu Ni)6Sn5可有效減緩Cu3Sn的生成及IMC的成長 (2 3μm),但所有純銀層皆以消耗完畢;SAC105f/Cu界面形成Cu6Sn5 (2 0μm)和Cu3Sn (2 1μm)的IMC,雖然於回銲時可有效抑制銀膠層的消耗,但長時間通電後所有純銀層皆轉變成Ag3Sn。然而Sn-1Ni光伏模組雖然可以抑制IMC成長,但在浸鍍及回銲製程即形成高電阻IMC界面,故其體電組仍較高。因此選擇低Ni含量銲錫合金 (Sn-0 2Ni)在長時間通電後,可抑制Cu3Sn相的生成且形成較薄的IMC界面 (由熱浸鍍Solder/Cu界面解析中,可發現Sn-0 2Ni具有較薄 (1 7μm)的IMC層)。故Sn-0 2Ni為最低體電組的光伏模組,其具有低成本和市場應用潛力。
獎項日期2014 七月 22
原文???core.languages.zh_ZH???
監督員Fei-Yi Hung (Supervisor)

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