导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法

文档序号:1935808 发布日期:2021-12-07 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法 (Method for testing contact resistivity of conductive adhesive and metal electrode ) 是由 梅玲 闫新春 吕瑞瑞 许涛 于 2020-06-05 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法,先制备样品,所述样品包括至少两个间隔设置的导电件、连接两个导电件的导电胶;测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R;建立坐标系,将所述样品的电阻测试结果标记在该坐标系上并经线性拟合得到相应的直线;再通过上述直线计得所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。所述测试方法能够方便快捷地评测导电胶与金属电极的接触电阻率,更准确快速评估材料性能,也利于导电胶的产品开发与改良。(The application provides a method for testing the contact resistivity of conductive adhesive and a metal electrode, which comprises the steps of firstly preparing a sample, wherein the sample comprises at least two conductive pieces arranged at intervals and conductive adhesive for connecting the two conductive pieces; testing to obtain the resistance R between the conductive pieces with different distances d; establishing a coordinate system, marking the resistance test result of the sample on the coordinate system and obtaining a corresponding straight line through linear fitting; and then the contact resistivity rho of the conductive adhesive and the metal electrode is obtained through the linear meter. The testing method can conveniently and quickly evaluate the contact resistivity of the conductive adhesive and the metal electrode, more accurately and quickly evaluate the material performance, and is also beneficial to the product development and improvement of the conductive adhesive.)

导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法

技术领域

本申请涉及光伏材料测试技术领域,特别涉及一种导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池及相应的光伏组件现阶段仍占据光伏市场的重要地位。传统光伏组件通过焊带实现相邻电池片的电性连接,照射在相邻电池片的间隙位置的光线无法得到有效利用;相较而言,叠瓦组件则是采用导电胶实现相邻电池片的串接,使得单位面积的电池片容量增加,提高组件效率。

上述焊带、导电胶的性能会在很大程度影响光伏组件的转换效率,就导电胶而言,电学损失是表征其材料性能的重要指标,主要受电阻影响。具体包括体电阻、导电胶与金属电极的接触电阻,前者可通过四探针等方法直接测得,操作简单;但上述接触电阻目前仍缺乏可靠便捷的方法进行测试。且现有测试方法多基于电池片及相应的金属电极,样品制备不便,也很大程度影响导电胶材料的开发进程与推广。

鉴于此,有必要提供一种新的导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法。

发明内容

本申请目的在于提供一种导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法,能够快速便捷地评测导电胶与金属电极的接触电阻,利于材料性能评测以及产品的开发。

为实现上述目的,本申请实施例提供一种导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法,主要包括:

制备样品,所述样品包括至少两个间隔设置的导电件、连接两个导电件的导电胶;

测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R;

建立坐标系,横坐标为两个导电件的间距d,纵坐标为两个导电件之间的电阻R,将样品的电阻测试结果标记在该坐标系上并经线性拟合得到相应的直线;

计算得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“计算得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ”包括通过所述直线在纵坐标的截距计得所述样品中导电胶与导电件的接触电阻率ρ';

将所述接触电阻率ρ'乘以既定的相对系数k作为所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“制备样品”包括制备至少两类样品,并将其中一类样品作为参比样品;

测试得到参比样品中导电胶与导电件的参比接触电阻率作为所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ;

测试得到另一类样品中导电胶与导电件的接触电阻率ρ',计得两者比值作为所述另一类样品的相对系数k。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“制备样品”包括制备至少两类样品;

将其中一类样品的电阻测试结果标记在所述坐标系上并经拟合得到第一直线;将另一类样品的电阻测试结果标记在所述坐标系上并经拟合得到第二直线;

通过第一直线在纵坐标的截距计得第一接触电阻率ρ1,通过第二直线在纵坐标的截距计得第二接触电阻率ρ2;

将第一接触电阻率ρ1、第二接触电阻率ρ2乘以各自的权重系数,再求和得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“制备样品”包括在相对设置的两块导电片之间填入导电胶,固化制得第一类样品;所述第一类样品的数量设置为至少两个,所述“测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R”是指测试不同的所述第一类样品中两个导电片之间的电阻。

作为本申请实施例的进一步改进,在将所述导电胶填入两块所述导电片的过程中,对所述导电片施加既定压力,使得所述导电胶与导电片的表面充分接触。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“制备样品”包括在绝缘基板上制备导电胶条;再将若干导电条间隔排布放置在所述导电胶条上;固化制得第二类样品。

作为本申请实施例的进一步改进,若干所述导电条均沿垂直于所述导电胶条的方向设置,且所述第二类样品中任意两相邻所述导电条的间距各不相同。

作为本申请实施例的进一步改进,所述“制备样品”包括采用既定导电浆料在绝缘基板制得若干相互间隔的导电栅线;再于若干所述导电栅线上制备导电胶条,并使得所述导电栅线的至少一端向外暴露;固化制得第三类样品。

作为本申请实施例的进一步改进,所述第三类样品中任意两相邻所述导电栅线的间距各不相同。

作为本申请实施例的进一步改进,所述测试方法还包括测试得到间距为d0的两个导电件之间的电阻R0

将电阻R0与所述直线中横坐标d0所对应的电阻值相比对,并根据比对结果对所述接触电阻率ρ进行修正。

作为本申请实施例的进一步改进,测试获取N组具有不同间距d的导电件的电阻R,再将N个电阻测试结果标记在该坐标系上并拟合得到所述直线,N≥4。

本申请的有益效果是:采用本申请测试方法,通过测试具有不同间距的导电件的电阻,并将电阻测试结果标记到坐标系中,再进行线性拟合,能够方便得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率,能够更有效快速地评估导电胶的性能,也利于导电胶的产品开发与优化。

附图说明

图1是本申请测试方法的主要流程示意图;

图2是本申请测试方法所制备的第一类样品的结构示意图;

图3是图2中第一类样品的电阻测试结果线性拟合得到的直线;

图4是本申请测试方法所制备的第二类样品的结构示意图;

图5是图4中第二类样品的电阻测试结果线性拟合得到的直线;

图6是本申请测试方法所制备的第三类样品的结构示意图;

图7是图4中第三类样品的电阻测试结果线性拟合得到的直线。

100-第一类样品;200-第二类样品;300-第三类样品;201、301-绝缘基板;11-导电胶层;12-导电胶条;20-导电片;30-导电条;40-导电栅线。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本申请进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请,本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

本申请提供一种导电胶与金属电极的接触电阻率的测试方法,所述金属电极主要是指太阳能电池的边缘电极,所述导电胶设置在其一太阳能电池正面的边缘电极与另一太阳能电池背面的边缘电极之间以实现两所述太阳能电池的电性连接。

参图1所示,所述测试方法主要包括:

制备样品,所述样品包括至少两个间隔设置的导电件、连接两个导电件的导电胶;

测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R;

建立坐标系,横坐标为两个导电件的间距d,纵坐标为两个导电件之间的电阻R,将样品的电阻测试结果标记在该坐标系上并经线性拟合得到相应的直线;

计算得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。

上述测试方法无需制备太阳能电池及相应的金属电极,样品的制备更为简洁,现场易于实施,大大提高导电胶材料测试的便捷性,降低测试成本;就导电胶厂商而言,也能及时获取材料的测试反馈信息,利于产品开发与优化。

所述“测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R”具体包括测试获取N组具有不同间距d的导电件的电阻R,再将N个电阻测试结果标记在该坐标系上并拟合得到所述直线。通常N设置大于等于4,以保证线性拟合得到的直线的可靠性。

鉴于所述样品的结构与制备方式不同,会造成上述接触电阻率ρ的测试结果的不同,在此,通过所述直线在纵坐标的截距计得所述样品中导电胶与导电件的接触电阻率ρ'之后;再将所述接触电阻率ρ'乘以既定的相对系数k作为所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。具体地,所述直线在纵坐标的截距为导电胶与导电件接触电阻RC的两倍,所述导电胶与导电件的接触电阻率为ρ'=RC*S,S为所述导电胶与导电件的接触面积。

所述相对系数k通过下述方法计得:

制备至少两类样品,并将其中一类样品作为参比样品;

测试得到参比样品中导电胶与导电件的参比接触电阻率作为所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ;

测试得到另一类样品中导电胶与导电件的接触电阻率ρ',计得两者比值作为所述另一类样品的相对系数k。

采用上述方法,能够根据实际操作条件制备相应的样品进行测试,再根据所述相对系数k便能快速得到相应的导电胶与金属电极的接触电阻率ρ,降低样品制备成本与难度,提高测试效率,也便于不同类样品测试结果的比对。

参图2所示为本申请测试方法制备得到的第一类样品100,其包括相对设置的两块导电片20、设置在两块导电片20之间的导电胶层11。所述第一类样品100的制备包括将导电胶填入相对设置的两块导电片20之间,并经固化形成导电胶层11,优选地,在将所述导电胶填入两块所述导电片20的过程中,对所述导电片20施加既定压力,以使得所述导电胶与两块导电片20相对一侧的表面完全接触。当然,实际应用中,还可以在所述导电胶的固化过程中保持施加一定的压力,更好地保证导电胶与导电片20的接触。

其中,所述导电片20优选采用银电极片,且其表面积为S,相对设置的两块所述导电片20之间的间距为d,两块所述导电片20之间的电阻R为:

R=2RT+RE+2RC

其中,RT为所述导电片20的体电阻,RE为导电胶层的体电阻,RC为所述导电胶与导电片20的接触电阻。通常地,由于RT远小于RC,上述算式可记为:R=RE+2RC

此处,所述“测试得到具有不同间距d的导电件之间的电阻R”是指测试不同的所述第一类样品100中两个导电片20之间的电阻。进一步地,为保证两块所述导电片20之间的间距稳定,可以在两块所述导电片之间20放入既定厚度的垫片(未图示)。所述垫片优选采用玻璃等绝缘材料制得,所述导电胶层11与导电片20的实际接触面积为导电片20的面积扣除所述垫片的接触面积。

任意两个所述第一类样品100的两块导电片20的间距各不相同。结合图3所示,所述导电片20采用半径为1mm的银电极片,两块所述导电片20的间距分别设置为2mm、3mm、4mm、5mm及6mm;再将所述第一类样品100的电阻测试结果标记在所述坐标系中,并进行线性拟合得到相应的直线,通过该直线拟合得到导电胶层11与导电片20的接触电阻RC为0.51mΩ,接触电阻率ρ为1.60mΩ·cm2

参图4与图5所示,所述“制备样品”包括在绝缘基板201上制备导电胶条12;再将若干导电条30间隔排布放置在所述导电胶条12上;固化制得第二类样品200。所述绝缘基板201可采用载玻片、陶瓷基片等;所述导电条30优选采用规格一致的银焊带。类似地,相邻所述导电条30之间的电阻R同样可记为:R=RE+2RC

此处,所述导电条30选用宽度在1mm左右的银焊带;所述导电胶条12的宽度此处设置为6cm,且其厚度可设置在100μm左右。若干所述导电条30均沿垂直于所述导电胶条12即该导电胶条12的宽度方向设置,且所述导电条30的两端优选超出所述导电胶条12。所述第二类样品200中任意两相邻所述导电条30的间距各不相同,具体地,相邻所述导电条30的间距可设置为6mm、14mm、24mm、36mm及50mm。

将相邻所述导电条30之间的电阻测试结果标记在所述坐标系中,并进行线性拟合得到相应的直线,通过该直线拟合得到导电胶条12与导电条30的接触电阻RC为36.78mΩ,接触电阻率ρ为2.21mΩ·cm2

参图6与图7所示,所述“制备样品”包括采用既定导电浆料在绝缘基板301制得若干相互间隔的导电栅线40,具体可采用耐高温的陶瓷基板,所述导电浆料经印刷、烧结以在所述绝缘基板301的表面形成相应的导电栅线40;再于若干所述导电栅线40上制备导电胶条12,并使得所述导电栅线40的至少一端向外暴露;固化制得第三类样品300。其中,相邻所述导电栅线40之间的电阻R同样可记为:R=RE+2RC

此处,所述导电栅线40的宽度设置在1mm左右,且该导电栅线40的高度设置为100μm左右,以保证所述导电栅线40的导电性能。所述第三类样品300中任意两相邻所述导电栅线40的间距也各不相同,具体地,相邻所述导电栅线40的间距可设置为6mm、14mm、24mm、36mm及50mm。将相邻所述导电栅线40之间的电阻测试结果标记在所述坐标系中,并进行线性拟合得到相应的直线,通过该直线拟合得到导电胶条12与导电栅线40的接触电阻RC为22.97mΩ,接触电阻率ρ为1.34mΩ·cm2

实际应用中,所述第三类样品300中导电栅线40的结构与界面形态与所述金属电极最为接近,但所述导电栅线40需采用既定的导电浆料,并经温度控制较为严苛的烧结过程制备得到,制备过程较复杂。可将所述第三类样品300作为参比样品,再根据上述测试结果便能到第一类样品100、第二类样品200的接触电阻率与所述第三类样品300的接触电阻率的比值,作为所述第一类样品100、第二类样品200各自的相对系数。后续进行其它导电胶产品测试时,便可制备相应的第一类样品100、第二类样品200评测该导电胶的性能。

上述第一类样品100、第二类样品200及第三类样品300的制备过程均可根据导电胶的性能选择合适的固化温度与时间,作为示例地,固化温度可设置为150℃,固化时间设置为15min。

当然,为提高每一类样品的测试准确性,还可以就同样间距d的两所述导电件的电阻R进行多次测量,并将多次测量的均值标记至所述坐标系中进行后续拟合。具体地,可将部分所述第一类样品100的导电胶层11厚度设置相一致;就第二类样品200及第三类样品300而言,则可设置间距一致的导电条30或导电栅线40,具体测试过程也不再赘述。

除此,所述测试方法还包括测试得到间距为d0的两个导电件之间的电阻R0;将电阻R0与所述直线中横坐标d0所对应的电阻值相比对,并根据比对结果对所述接触电阻率ρ进行修正。所述“修正”主要是指将(d0、R0)作为电阻测试结果标记在所述坐标系中,再重新进行拟合得到新的直线。

在本申请的另一实施方式中,所述“制备样品”包括制备至少两类样品;

将其中一类样品的电阻测试结果标记在所述坐标系上并经拟合得到第一直线;将另一类样品的电阻测试结果标记在所述坐标系上并经拟合得到第二直线;

通过第一直线在纵坐标的截距计得第一接触电阻率ρ1,通过第二直线在纵坐标的截距计得第二接触电阻率ρ2;

将第一接触电阻率ρ1、第二接触电阻率ρ2乘以各自的权重系数,再求和得到所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ。

具体地,可以选用既定导电胶,该既定导电胶与金属电极的接触电阻率为已知值,再采用所述既定导电胶制备至少两类样品,并根据不同样品计得的接触电阻率确定各自的权重系数。此处,通过设计并制备至少两类结构各不相同的样品,并经电阻测试、拟合得到导电胶与相应导电件之间的接触电阻及接触电阻率,再根据各自的权重系数计得所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ,结果更为可靠。

综上所述,采用本申请测试方法,通过测试具有不同间距的导电件的电阻,并将电阻测试结果标记到坐标系中,再进行线性拟合,能够方便测得该导电胶与相应的导电件之间的接触电阻及接触电阻率,进而得出所述导电胶与金属电极的接触电阻率ρ,能够更有效快速地评估导电胶的性能,也利于导电胶的产品开发与优化。

应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本申请的保护范围,凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

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