质构仪用于有机硅导电胶黏接强度测试

半导体界面能够产生光伏效应，这就是光伏发电的基本原理。单块电池片的发电量很小，因此需要将许多单块的电池片并联或者串联形成组件才能实现光伏发电的工业价值。传统的方式是使用锡铅焊带对光伏组件进行封装处理，但是这种方式存在很大的局限性：①由于焊带材质与电池片材质差异较大，因此在阳光照射下热胀冷缩的程度不同，极其容易在连接处产生应力。由于应力的存在，电池片厚度不能太薄，否则极易崩裂电池片。②焊带不会产生光伏效应，因此焊带的存在会对电池片造成遮挡，从而降低发电效率。③焊带是金属材料，长期的户外使用极易造成焊带的腐蚀，从而降低组件的使用寿命。④焊带主要是锡铅合金，在焊接过程中由于高温会形成锡铅蒸汽，对生产组件的工人造成一定的身体危害。

为了解决焊带给组件带来的一系列问题，人们开始研究无焊带的光伏组件设计。后来使用导电胶黏接叠瓦组件的方式被越来越多的应用起来。而有机硅胶黏剂因为其优异的耐老化性能，低模量膨胀系数小，绿色无污染等一系列优点成为导电胶体系的shou选材料。有机硅胶黏剂自身不导电，因此需要加入导电填料从而赋予其导电性能。由于胶体本身的电阻大小对于光伏组件的发电功率影响较大，因此普遍需要使用金属粉体作为导电填料才能满足使用需求。常用的金属导电粉主要有银粉、镍粉、铁粉以及铜粉等，而太阳能组件使用基本在室外，因此通常选择银粉作为导电填料。因为银粉相比于其他金属不容易被氧化和腐蚀，且银的氧化物导电性良好，其他几种金属的氧化物基本不导电。但是银粉的成本较高，因此如果能够在满足导电性能的基础上降低银粉用量，那么导电胶的成本就能大幅降低。目前普遍认为导电胶的体积电阻率需要小于1×10-3Ω.cm 才能够满足光伏组件的使用要求。目前市面上大多数导电胶的体积电阻率为了达到上述要求，通常银含量在75%-85%。

1、样品准备

导电胶主要是将一块电池片的正银栅线与另一块电池片的背银栅线黏接到一起，因此胶体的黏接基材主要为金属银。本实验将2mm×2mm 的银片黏接到银基板上放入恒温干燥箱中进行加热固化，条件为180℃，10min。固化完成后将其取出放于室温下自然冷却，冷却至室温后进行性能测试。

2、黏接强度测定

仪器：Universal TA质构仪

探头：P/TG拉伸探头

本实验通过固定下方银基板，然后使用质构仪对上方4mm² 的银片施加一个平行于黏接面积的推力（剪切力）的方法测试胶对于银基材的黏接力。测试条件设置如下：

测试模式：压缩

测试前速度：1mm/s

测试速度：1mm/s

测试后速度：2mm/s

触发力：8g

目标模式：下压距离15mm

结果：当银片从银基板上剥离时，记录下剪切力为N。那么通过计算可以得到黏接强度P=N/S，S 为黏接面积，即4mm²。