EoW November 2013

Technischer artikel

Die meisten der oben genannten Spezifikationen und entsprechenden Messtechniken sind in den August 2011 eingeführten Standards für Solar-Flachdraht festgelegt. Sie stehen unter www.semi.org zur Verfügung und umfassen: • SEMI PV18-0811: Leitfaden zur Spezifikation eines Solar-Flachdrahts zur Verbindung • SEMI PV19-0811: Leitfaden zum Prüfen der Eigenschaften von Solar-Flachdraht zur Verbindung Die Endprodukte aus Solar-Flachdraht werden auf Spulen/Haspeln oder Scheiben/Flachspulen verpackt. Die gängigsten in Europa für Solar-Flachdraht eingesetzten Spulen sind: DIN K125, K160, K200 und K250 und in Asien auch P4 und P10. Kritische Qualitätsparameter für Solar-Flachdraht Alle obengenannten Spezifikationen zum Solar-Flachdraht sind auf eigener Weise wichtig. Der Kupertyp und dessen Reinheit bestimmen die Materialleitfähigkeit und das höchste für Flachdraht erzielbare Weichheitsniveau. Die Lötzusammensetzung, dessen Beschichtungsdicke und -zusammensetzung beeinflussen die Qualität der Lötverbindung und die Langlebigkeit des Solarmoduls. Eine hohe Dehnung des Solar-Flachdrahts ist wichtig, um den Bruch der Lötverbindungen zwischen der Stromschiene und dem Flachdraht zur Verbindung zu vermeiden, der durch Dehnen/Spannen auftreten könnte wegen Temperaturschwankungen während des Solarmodulbetriebs. Kontinuierliche tägliche, manchmal extreme Temperaturfluktuationen während der Lebensdauer des Solarmoduls, stellen Lötverbindungen auf die Probe während der Lebensspanne des Solarmoduls, die durchschnittlich 25 Jahren entspricht. Die zwei Parameter, die für die meisten Hersteller von Solar-Flachband kritisch sind, sind Wölbung und Dehngrenze. Viele Hersteller von Solar-Flachband finden es schwierig ein hohes Niveau an Weichheit für den Flachdraht zu erzielen, während seine Geradheit gewährleistet wird. Um eine ausreichende Weichheit und eine niedrige Wölbung zu erreichen, könnte der Unterschied zwischen einen Liefervertrag erteilt oder nicht erteilt zu bekommen sein.

nachfolgende berücksichtigen: • geeignetes

Verbesserungsbereiche

Demzufolge gezwungen

sind

die

Hersteller

ständig Techniken im Bereich Walzen, Glühen, Verzinnen und Materialhandhabung zu verbessern, um noch anspruchsvollere Produktspezifikationen zu erfüllen. Kritische Parameter: Dehngrenze Der Wärme-Ausdehnungskoeffizient des Kupfers unterscheidet sich vom Wärme- Ausdehnungskoeffizient des Siliziums. Der Flachdraht zur Verbindung wird an die Siliziumzelle bei Temperaturen um 200°C gelötet. Die Abkühlung nach dem Stringing verursacht eine Verkrümmung. Das könnte zum Bruch der Siliziumkristalle führen. Die Flachdrähte zur Verbindung mit niedriger Dehngrenze reduzieren die Beanspruchung auf den Siliziumzellen nach dem Stringing und somit den Schrottanteil. Der Einsatz von immer dünneren Solarzellen bestimmt die Nachfrage nach Flachdraht mit einer noch niedrigeren Dehngrenze (Rp0,2%). Vor nur wenigen Jahren wurden Solarzellen mit einer Dicke von 300 Mikron allgemein verwendet, die die Beanspruchung von Flachdrähten mit einer Dehngrenze von <120MPa aushalten konnten. Heute sind 160-180 Mikron dicke Zellen üblich und daher ist der Einsatz von Flachdrähten mit einer Dehngrenze von <70MPa-<80MPa normal. Wahrscheinlich wird sich die durchschnittliche Solarzellendicke weiterhin reduzieren und somit werden die Flachdraht-Hersteller weiterhin unter Druck stehen, um die Dehngrenze auf unter 65MPa zu reduzieren. Um die Dehngrenze von Solar-Flachdraht zu reduzieren sollten die Hersteller ihre

Kupfer-Einlaufmaterial

auswählen • die richtigen Glüh- und Walztechniken auswählen • eine präzise Handhabung des Weichflachdrahts durch das Transportsystem auf der Verzinnungslinie sichern • ein gutes Ablaufen und Präzisionswickeln am Abwickler in der Verzinnungslinie sichern Die Hersteller von Solarmodulen, die die Beanspruchung der Solarzellen nach dem Stringing reduzieren möchten, sollten deren Ablaufsystem am Stringer untersuchen, um die Härtung des Flachdrahts und die Entstehung der Wölbung während des Abwickelns zu vermeiden. Einige Solarmodul-Hersteller haben einen alternativen Aufbau des Solarmoduls mit drei oder sogar vier kleineren Flachdrähten je Solarzelle (statt zwei) übernommen, die die Beanspruchung der Solarzellen nach dem Eine geringe Wölbung ist wichtig, um eine gerade Anordnung des Flachdrahts zur Verbindung während des Stringing sichern zu können. Die Produktion von Solarmodulen ist vollautomatisch geworden, mit steigenden Stringing- Geschwindigkeiten. Vollautomatische Hochleistung-Stringer können überflüssigen Ausfallzeiten ausgesetzt werden, wegen einer übermäßigen Wölbung des bearbeiteten Flachdrahts zur Verbindung. Flachdraht mit übermäßigen Wölbung kann auch schwache Lötverbindungen oder eine Erhöhung des Schrottanteils am Stringer verursachen. Stringing weiterhin reduzieren. Kritische Parameter: Wölbung

▼ ▼ Bild 4 : Produktionsschritte im traditionellen und im PlasmaPREPLATE-Verzinnungsverfahren für die Herstellung von Solar-Flachdraht

Traditionelles Verfahren der Feuerverzinnung

SCHRITT 1:

Abwickler

Abwickeln

Walzen

Glühen

Abwickeln

SCHRITT 2:

Abwickler

Beizen

Spülen

Fluxen Feuermetal- lisieren

PlasmaPREPLATE im Feuerverzinnungsverfahren

SCHRITT 3:

Abwickler

Abwickeln

Walzen

Feuermetal- lisieren

Abwickler

SCHRITT 4:

Abwickeln

PlasmaPREPLATE

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November 2013