I ricercatori dell'Università del Nuovo Galles del Sud (UNSW) in Australia hanno valutato gli effetti di diversi tipi di flussanti sulla corrosione dei contatti metallici nelle celle solari a contatto passivato con ossido di tunnel (TOPCon) in condizioni di calore umido. I risultati hanno dimostrato che i flussanti "no-clean" possono causare una grave corrosione dei contatti argento-alluminio (Ag-Al) sul lato anteriore.
Il test di calore umido (DH) è un test di invecchiamento accelerato che sottopone i dispositivi fotovoltaici a 85°C e 85% di umidità per almeno 1000 ore per valutare l'affidabilità del modulo in queste condizioni estreme. "La nostra ricerca fornisce ai produttori di fotovoltaico un metodo rapido e a basso costo per identificare i problemi di affidabilità legati al flussante nelle prime fasi della produzione, riducendo così i reclami in garanzia e le perdite di prestazioni causate dalla corrosione indotta dall'umidità", ha affermato Bram Hoex, autore corrispondente dell'articolo.
Il flussante viene utilizzato durante l'assemblaggio del modulo per rimuovere lo strato di ossido dalla superficie del nastro di saldatura per garantire un forte legame metallico. Il team di ricerca si è concentrato sui flussanti "no-clean", che non richiedono pulizia e possono rimuovere lo strato di ossido e formare un forte legame, ma lasciano una piccola quantità di residuo non conduttivo.
I test hanno impiegato due flussanti commerciali: Flussante A, a base di acido carbossilico, e Flussante B, a base di acido malico. Tre celle TOPCon di tipo n sono state prodotte utilizzando il processo di ottimizzazione del contatto potenziato al laser (LECO) nel 2019, 2022 e 2023. I ricercatori hanno notato che le celle avevano una struttura simile, con un emettitore drogato con boro sul lato anteriore ricoperto da ossido di alluminio (Al₂O₃) e nitruro di silicio (SiNx), e linee di griglia d'argento serigrafate; il lato posteriore era costituito da biossido di silicio (SiO₂), polisilicio drogato con fosforo, SiNx e le stesse linee di griglia d'argento.
I campioni sono stati divisi in cinque gruppi: Flussante A lato anteriore, Flussante B lato anteriore, Flussante A lato posteriore, Flussante B lato posteriore e un controllo senza flussante. Il flussante è stato applicato tramite spray e asciugato su una piastra riscaldante a 85°C per un massimo di 10 minuti.
L'analisi ha rivelato che i residui di flussante "no-clean" hanno causato una significativa corrosione dei contatti Ag–Al sul lato anteriore delle TOPCon in condizioni di calore umido, aumentando la resistenza in serie e riducendo l'efficienza. Hoex ha osservato: "Il Flussante A contenente alogeni è significativamente più corrosivo del Flussante B, ma entrambi possono causare un significativo degrado."
Il team di ricerca ha anche scoperto che la pasta d'argento sul retro ha mostrato poco degrado a causa della sua maggiore stabilità chimica, mentre una struttura di metallizzazione più densa e un minor contenuto di alluminio hanno migliorato la resistenza alla corrosione.
Per affrontare questi problemi, i ricercatori raccomandano di condurre test di calore umido su celle non confezionate prima dell'incapsulamento del modulo per identificare rapidamente i rischi legati al flussante. Raccomandano inoltre di selezionare una formulazione di flussante a basso contenuto di alogeni e ottimizzata per gli acidi e di ottimizzare la composizione e la struttura della pasta di metallizzazione per limitare la penetrazione del flussante.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Solar Energy Materials and Solar Cells, con il titolo "Valutazione dell'impatto della corrosione indotta dal flussante di saldatura sulle celle solari TOPCon."
In precedenza, uno studio congiunto di UNSW e Canadian Solar ha confermato che la selezione del flussante è fondamentale per l'affidabilità delle celle TOPCon e a eterogiunzione (HJT). Un team separato del Korea Electronics Technology Institute (KETI) ha scoperto che i flussanti commerciali possono corrodere gli elettrodi di ossido di indio e stagno (ITO) nelle celle HJT, ponendo un rischio di degrado prematuro. L'UNSW ha anche esplorato i meccanismi di degrado delle celle TOPCon sotto induzione UV, incapsulamento in etilene vinil acetato (EVA) ed esposizione agli ioni sodio, rivelando varie modalità di guasto non osservate nei moduli PERC.
I ricercatori dell'Università del Nuovo Galles del Sud (UNSW) in Australia hanno valutato gli effetti di diversi tipi di flussanti sulla corrosione dei contatti metallici nelle celle solari a contatto passivato con ossido di tunnel (TOPCon) in condizioni di calore umido. I risultati hanno dimostrato che i flussanti "no-clean" possono causare una grave corrosione dei contatti argento-alluminio (Ag-Al) sul lato anteriore.
Il test di calore umido (DH) è un test di invecchiamento accelerato che sottopone i dispositivi fotovoltaici a 85°C e 85% di umidità per almeno 1000 ore per valutare l'affidabilità del modulo in queste condizioni estreme. "La nostra ricerca fornisce ai produttori di fotovoltaico un metodo rapido e a basso costo per identificare i problemi di affidabilità legati al flussante nelle prime fasi della produzione, riducendo così i reclami in garanzia e le perdite di prestazioni causate dalla corrosione indotta dall'umidità", ha affermato Bram Hoex, autore corrispondente dell'articolo.
Il flussante viene utilizzato durante l'assemblaggio del modulo per rimuovere lo strato di ossido dalla superficie del nastro di saldatura per garantire un forte legame metallico. Il team di ricerca si è concentrato sui flussanti "no-clean", che non richiedono pulizia e possono rimuovere lo strato di ossido e formare un forte legame, ma lasciano una piccola quantità di residuo non conduttivo.
I test hanno impiegato due flussanti commerciali: Flussante A, a base di acido carbossilico, e Flussante B, a base di acido malico. Tre celle TOPCon di tipo n sono state prodotte utilizzando il processo di ottimizzazione del contatto potenziato al laser (LECO) nel 2019, 2022 e 2023. I ricercatori hanno notato che le celle avevano una struttura simile, con un emettitore drogato con boro sul lato anteriore ricoperto da ossido di alluminio (Al₂O₃) e nitruro di silicio (SiNx), e linee di griglia d'argento serigrafate; il lato posteriore era costituito da biossido di silicio (SiO₂), polisilicio drogato con fosforo, SiNx e le stesse linee di griglia d'argento.
I campioni sono stati divisi in cinque gruppi: Flussante A lato anteriore, Flussante B lato anteriore, Flussante A lato posteriore, Flussante B lato posteriore e un controllo senza flussante. Il flussante è stato applicato tramite spray e asciugato su una piastra riscaldante a 85°C per un massimo di 10 minuti.
L'analisi ha rivelato che i residui di flussante "no-clean" hanno causato una significativa corrosione dei contatti Ag–Al sul lato anteriore delle TOPCon in condizioni di calore umido, aumentando la resistenza in serie e riducendo l'efficienza. Hoex ha osservato: "Il Flussante A contenente alogeni è significativamente più corrosivo del Flussante B, ma entrambi possono causare un significativo degrado."
Il team di ricerca ha anche scoperto che la pasta d'argento sul retro ha mostrato poco degrado a causa della sua maggiore stabilità chimica, mentre una struttura di metallizzazione più densa e un minor contenuto di alluminio hanno migliorato la resistenza alla corrosione.
Per affrontare questi problemi, i ricercatori raccomandano di condurre test di calore umido su celle non confezionate prima dell'incapsulamento del modulo per identificare rapidamente i rischi legati al flussante. Raccomandano inoltre di selezionare una formulazione di flussante a basso contenuto di alogeni e ottimizzata per gli acidi e di ottimizzare la composizione e la struttura della pasta di metallizzazione per limitare la penetrazione del flussante.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Solar Energy Materials and Solar Cells, con il titolo "Valutazione dell'impatto della corrosione indotta dal flussante di saldatura sulle celle solari TOPCon."
In precedenza, uno studio congiunto di UNSW e Canadian Solar ha confermato che la selezione del flussante è fondamentale per l'affidabilità delle celle TOPCon e a eterogiunzione (HJT). Un team separato del Korea Electronics Technology Institute (KETI) ha scoperto che i flussanti commerciali possono corrodere gli elettrodi di ossido di indio e stagno (ITO) nelle celle HJT, ponendo un rischio di degrado prematuro. L'UNSW ha anche esplorato i meccanismi di degrado delle celle TOPCon sotto induzione UV, incapsulamento in etilene vinil acetato (EVA) ed esposizione agli ioni sodio, rivelando varie modalità di guasto non osservate nei moduli PERC.
