光伏焊带用低熔点锡铅基钎料的研究与开发
发布时间：2022-12-10 18:30
随着世界各国经济的高速发展,各种能源需求快速增长。太阳能因其储量丰富且开发成本低成为了传统能源的最佳替代能源,开发并利用太阳能成为各国的能源发展战略。目前,主要利用太阳能的光伏效应来发电。而光伏焊带是太阳能电池组件中的枢纽部分,其关键作用是连接电池片并传输电池片产生的电流。由于电池片的转化效率随着钎焊温度的升高而下降,且电池片与焊带的热膨胀系数相差较大,所以在钎焊后电池片与焊带之间存在很大的残余应力,从而导致电池片在后续层压过程中极易破碎,最终制约了太阳能电池应用的发展。因此,开发光伏焊带用新型低熔点钎料合金已亟不可待。本文从合金成分设计原理和合金凝固理论出发,通过合金化手段在传统钎料合金Sn60Pb40中分别添加低熔点In、Bi元素制备了光伏焊带用新型Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系钎料合金。对比分析了Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金的显微组织、电导率、铺展行为、熔化特性以及其对应钎焊接头的力学性能,揭示了In、Bi元素对Sn60Pb40钎料合金综合性能的影响规律。研究结果表明,Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系钎料合金的显微组织及性能对其成分比较敏感,随着合金中In、...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 光伏产业的国、内外发展状况
1.3 光伏电池的研究背景
1.4 光伏焊带用钎料合金研究进展
1.4.1 光伏焊带用钎料合金的性能要求及选择原则
1.4.2 光伏焊带用钎料合金体系研究进展
1.5 本文主要研究内容及技术路线
2 试验材料与方法
2.1 钎料合金选择与制备
2.2 钎料合金的显微组织
2.3 钎料合金的电导率测试
2.4 钎料合金的熔点及抗氧化性测试
2.5 钎料合金润湿铺展性试验
2.6 钎料合金显微硬度及其钎焊接头拉伸性能
2.6.1 钎料合金钎焊接头的拉伸性能
2.6.2 钎料合金的显微硬度
3 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金组织与性能的影响
3.1 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金显微组织的影响
3.1.1 Sn-Pb-In系钎料合金显微组织分析
3.1.2 Sn-Pb-Bi系钎料合金显微组织分析
3.2 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金电导率的影响
3.3 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金熔点及抗氧化性的影响
3.4 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金在TU1 基板上铺展面积的影响
3.5 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金及其钎焊接头力学性能的影响
3.5.1 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金钎焊接头拉伸性能的影响
3.5.2 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金显微硬度的影响
3.6 本章小结
4 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金钎焊接头时效分析
4.1 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金钎焊接头时效界面显微组织分析
4.1.1 钎焊接头210℃时效界面显微组织分析
4.1.2 钎焊接头230℃时效界面显微组织分析
4.1.3 钎焊接头250℃时效界面显微组织分析
4.1.4 钎焊接头270℃时效界面显微组织分析
4.2 钎焊接头时效界面化合物生长速率
4.3 钎焊接头界面处金属间化合物的生长模型
4.4 本章小结
5 光伏焊带制备及其性能分析
5.1 光伏焊带制备
5.2 光伏焊带横截面显微组织分析
5.3 光伏焊带电阻率性能表征
5.4 光伏焊带剥离强度性能表征
5.5 光伏焊带拉伸性能表征
5.6 光伏焊带抗老化性能表征
5.7 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对Sn-0.7Cu无铅钎料表面张力的影响[J]. 刘梁,潘学民,赵宁. 物理测试. 2012(04)
[2]相图计算及其应用[J]. 李一为,常可可,王培生,胡标,张利军,刘树红,杜勇. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(01)
[3]Sn-Cu系无铅钎料的研究现状与发展[J]. 史益平,薛松柏,王俭辛,顾荣海. 焊接. 2007(04)
[4]低熔点Sn-Zn-Bi无铅钎料的组织和性能[J]. 周健,孙扬善,薛烽. 金属学报. 2005(07)
[5]Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系无铅钎料的钎焊特性研究[J]. 杜长华,陈方,杜云飞. 电子元件与材料. 2004(11)
[6]A Study on Plastic Deformation Resistance of Sn-Pb-RE Solder[J]. 朱颖,康慧,曲平,方洪渊,钱乙余. Journal of Rare Earths. 1999(04)
博士论文
[1]Sn-Bi基焊料组织与性能研究[D]. 陈旭.东南大学 2017
[2]稀土Ce对Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Ni钎料性能及焊点可靠性影响的研究[D]. 王俭辛.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]窄间距Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点液-固界面反应[D]. 范萌.大连理工大学 2017
[2]Sn基钎料/Cu钎焊保温阶段界面IMC生长行为研究[D]. 江成蓉.大连理工大学 2017
[3]Sn-Zn-Bi合金组织控制及性能研究[D]. 张新.天津大学 2017
[4]混合集成电路用Pb-Sn-Sb-Ag钎料成分设计优化及钎焊可靠性研究[D]. 陈晓宇.北京工业大学 2016
[5]Ce对SnAgCu钎料性能和Cu6Sn5界面层生长行为的影响[D]. 翟文刚.合肥工业大学 2016
[6]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Bi基无铅钎料性能研究[D]. 刘嘉希.大连理工大学 2016
[7]Ni对SAC0307界面反应及接头力学性能的影响[D]. 王玲玲.哈尔滨理工大学 2009
[8]Bi对Sn-Ag-Cu无铅钎料合金及接头组织和性能的影响[D]. 戚琳.大连理工大学 2004
本文编号：3717298
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 光伏产业的国、内外发展状况
1.3 光伏电池的研究背景
1.4 光伏焊带用钎料合金研究进展
1.4.1 光伏焊带用钎料合金的性能要求及选择原则
1.4.2 光伏焊带用钎料合金体系研究进展
1.5 本文主要研究内容及技术路线
2 试验材料与方法
2.1 钎料合金选择与制备
2.2 钎料合金的显微组织
2.3 钎料合金的电导率测试
2.4 钎料合金的熔点及抗氧化性测试
2.5 钎料合金润湿铺展性试验
2.6 钎料合金显微硬度及其钎焊接头拉伸性能
2.6.1 钎料合金钎焊接头的拉伸性能
2.6.2 钎料合金的显微硬度
3 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金组织与性能的影响
3.1 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金显微组织的影响
3.1.1 Sn-Pb-In系钎料合金显微组织分析
3.1.2 Sn-Pb-Bi系钎料合金显微组织分析
3.2 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金电导率的影响
3.3 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金熔点及抗氧化性的影响
3.4 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金在TU1 基板上铺展面积的影响
3.5 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金及其钎焊接头力学性能的影响
3.5.1 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金钎焊接头拉伸性能的影响
3.5.2 In、Bi元素对Sn-Pb钎料合金显微硬度的影响
3.6 本章小结
4 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金钎焊接头时效分析
4.1 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金钎焊接头时效界面显微组织分析
4.1.1 钎焊接头210℃时效界面显微组织分析
4.1.2 钎焊接头230℃时效界面显微组织分析
4.1.3 钎焊接头250℃时效界面显微组织分析
4.1.4 钎焊接头270℃时效界面显微组织分析
4.2 钎焊接头时效界面化合物生长速率
4.3 钎焊接头界面处金属间化合物的生长模型
4.4 本章小结
5 光伏焊带制备及其性能分析
5.1 光伏焊带制备
5.2 光伏焊带横截面显微组织分析
5.3 光伏焊带电阻率性能表征
5.4 光伏焊带剥离强度性能表征
5.5 光伏焊带拉伸性能表征
5.6 光伏焊带抗老化性能表征
5.7 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对Sn-0.7Cu无铅钎料表面张力的影响[J]. 刘梁,潘学民,赵宁. 物理测试. 2012(04)
[2]相图计算及其应用[J]. 李一为,常可可,王培生,胡标,张利军,刘树红,杜勇. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(01)
[3]Sn-Cu系无铅钎料的研究现状与发展[J]. 史益平,薛松柏,王俭辛,顾荣海. 焊接. 2007(04)
[4]低熔点Sn-Zn-Bi无铅钎料的组织和性能[J]. 周健,孙扬善,薛烽. 金属学报. 2005(07)
[5]Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系无铅钎料的钎焊特性研究[J]. 杜长华,陈方,杜云飞. 电子元件与材料. 2004(11)
[6]A Study on Plastic Deformation Resistance of Sn-Pb-RE Solder[J]. 朱颖,康慧,曲平,方洪渊,钱乙余. Journal of Rare Earths. 1999(04)
博士论文
[1]Sn-Bi基焊料组织与性能研究[D]. 陈旭.东南大学 2017
[2]稀土Ce对Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Ni钎料性能及焊点可靠性影响的研究[D]. 王俭辛.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]窄间距Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点液-固界面反应[D]. 范萌.大连理工大学 2017
[2]Sn基钎料/Cu钎焊保温阶段界面IMC生长行为研究[D]. 江成蓉.大连理工大学 2017
[3]Sn-Zn-Bi合金组织控制及性能研究[D]. 张新.天津大学 2017
[4]混合集成电路用Pb-Sn-Sb-Ag钎料成分设计优化及钎焊可靠性研究[D]. 陈晓宇.北京工业大学 2016
[5]Ce对SnAgCu钎料性能和Cu6Sn5界面层生长行为的影响[D]. 翟文刚.合肥工业大学 2016
[6]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Bi基无铅钎料性能研究[D]. 刘嘉希.大连理工大学 2016
[7]Ni对SAC0307界面反应及接头力学性能的影响[D]. 王玲玲.哈尔滨理工大学 2009
[8]Bi对Sn-Ag-Cu无铅钎料合金及接头组织和性能的影响[D]. 戚琳.大连理工大学 2004
本文编号：3717298
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3717298.html
