太陽能組件要實現發電的功能，就必須將單片的電池連接起來使之形成一個整體，對于晶硅電池常用的連接方式是焊接。電池片在焊接過程中若是控制不當會造成一定的缺陷，這些缺陷在使用過程中有可能造成熱斑，有時會嚴重影響組件的壽命甚至燒毀組件。

焊接過程中最容易出現的缺陷為明顯裂紋或者需要借助工具才可以看見的隱形裂紋。造成這種缺陷的因素主要是由于硅材料、銀漿和焊帶的熱應力不匹配造成的。由于焊接過程中要經過瞬間冷卻，溫度從250℃左后迅速降到室溫。急劇的溫度變化會在焊帶與電池片之間產生很大的應力，焊接結束后由于這種應力的作用會造成電池片的弓形。這種弓形在敷設、層壓及以后的使用過程中很有可能發展成隱裂或者碎片。

消除熱應力的方法有多種，如調整工藝、改變焊接方式等。但是調整工藝需要大量的實驗數據，而且結果重復性不好，改變焊接方式需要淘汰一些老的設備。而使用超軟焊帶工藝參數無需大的變動，對不同的設備適應性好，因此使用超軟焊帶相對于其它方法具有顯著的優點。

實驗部分

1 實驗儀器

萬能拉力機，自動焊接機，紅外隱形裂紋檢測儀，電阻率測試儀。

2 物理性能測試

首先使用微歐計測量不同焊帶的電阻率，然后使用萬能拉力機測試不同規格的普通焊帶與超軟焊帶的拉伸性能。

3 熱不匹配性試驗

使用相同的焊接溫度和焊接時間，用普通焊帶和超軟焊帶焊接，對比電池的翹曲度。

4 自動焊接機焊接試驗

固定幾臺焊接機分別使用普通焊帶和超軟焊帶，統計焊接碎片率。

結果與討論

1 基本物理性能測試

對于光伏用焊帶，其物理性能一般只考慮斷裂強度，斷裂伸長率和電阻率。軟焊帶與普通焊帶的基材沒有改變，只不過是基材的處理方式不同而已，因此軟焊帶與普通焊帶在拉伸強度和電阻率方面沒有大的變化，圖3-1列出了幾個廠家的普通焊帶與超軟焊帶的數據。

圖3-1 不同廠家的普通焊帶與超軟焊帶的拉伸數據

從圖3-1可以看出，普通焊帶與超軟焊帶的斷裂強度和斷裂伸長率沒有必然的聯系。普通焊帶（廠家A）與超軟焊帶斷裂強度可以一樣（廠家B），也可以不一樣（廠家C）。同樣是超軟焊帶（廠家B與C），斷裂強度可以相差很大，因此焊帶軟與否并不影響其力學性能，該值的大小取決于不同廠家的生產工藝。

2 熱不匹配性試驗

焊接后的太陽能電池大體由三部分組成：硅基材，銀鋁漿和焊帶。由于這三部分熱膨脹系數差異較大，在焊接后會存在較大的熱應力，造成電池片的弓形。電池片的焊接屬于軟焊的范疇，其大體過程及焊后的弓形如圖3-2、圖3-3所示。

圖3-2 電池片的焊接過程

從圖3-2可以看出，電池片的弓形一般發生在冷卻的過程中，這主要是因為焊接過程中，釬料融化后要迅速冷卻到室溫以保證良好的焊接拉力，冷卻速度可高達200-300℃/s，由于材料熱膨脹系數的差異，必然導致熱應力的存在，因此在焊后會出現弓形。

超軟焊帶由于其特殊的基材處理工藝，可以從一定程度上明顯降低這種弓形，進而降低組件的碎片率，通過實際焊接發現超軟焊帶能夠降低這種翹曲1-2mm。

3 自動焊接機焊機實驗

超軟焊帶對于焊接碎片的減少最終的效果要體現在工業生產上，圖3-3（a：表中“實驗總計”為超軟焊帶的量，“總計”為除超軟焊帶外其他焊帶的焊接情況）給出了連續三天使用超軟焊帶與普通焊帶在批量工業化生產過程中的數據指標。

圖3-3a 第一次實驗a

圖3-3b 第二次實驗結果

圖3-3c 第三次實驗結果

從上圖可以看出，在同樣焊接條件下使用超軟焊帶能夠降低焊接碎片0.2個百分點。盡管只有0.2個百分點，但是在組件的實際生產過程中還是具有非常大的經濟效益。

結論

使用超軟焊帶不會對組件的電性能產生影響。由于超軟焊帶只是在基材的處理工藝上發生變化，材料并沒有任何變化，其力學性能也沒有發生變化，因此不會對組件的壽命產生影響，使用超軟焊帶能夠明顯降低組件的焊接碎片率。

隨著組件無鉛化進程的推進及太陽能硅片越切越薄的趨勢，電池片越來越薄，而焊接過程中的溫度會越來越高，這樣無疑會繼續增加焊接碎片率。事實證明超軟焊帶會明顯降低焊接碎片率，而且硅片越薄，焊帶就需要越軟，因此超軟焊帶在不遠的將來還有廣闊的發展空間。

（摘編自《電氣技術》，原文標題為“超軟焊帶的研究應用及工藝推廣”，作者為張玉、秦進英等。）