隨著世界各國經(jīng)濟的高速發(fā)展,各種能源需求快速增長。太陽能因其儲量豐富且開發(fā)成本低成為了傳統(tǒng)能源的最佳替代能源,開發(fā)并利用太陽能成為各國的能源發(fā)展戰(zhàn)略。目前,主要利用太陽能的光伏效應(yīng)來發(fā)電。而光伏焊帶是太陽能電池組件中的樞紐部分,其關(guān)鍵作用是連接電池片并傳輸電池片產(chǎn)生的電流。由于電池片的轉(zhuǎn)化效率隨著釬焊溫度的升高而下降,且電池片與焊帶的熱膨脹系數(shù)相差較大,所以在釬焊后電池片與焊帶之間存在很大的殘余應(yīng)力,從而導(dǎo)致電池片在后續(xù)層壓過程中極易破碎,最終制約了太陽能電池應(yīng)用的發(fā)展。因此,開發(fā)光伏焊帶用新型低熔點釬料合金已亟不可待。本文從合金成分設(shè)計原理和合金凝固理論出發(fā),通過合金化手段在傳統(tǒng)釬料合金Sn60Pb40中分別添加低熔點In、Bi元素制備了光伏焊帶用新型Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系釬料合金。對比分析了Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金的顯微組織、電導(dǎo)率、鋪展行為、熔化特性以及其對應(yīng)釬焊接頭的力學(xué)性能,揭示了In、Bi元素對Sn60Pb40釬料合金綜合性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系釬料合金的顯微組織及性能對其成分比較敏感,隨著合金中In、... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的國、內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 光伏電池的研究背景
    1.4 光伏焊帶用釬料合金研究進展
        1.4.1 光伏焊帶用釬料合金的性能要求及選擇原則
        1.4.2 光伏焊帶用釬料合金體系研究進展
    1.5 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
2 試驗材料與方法
    2.1 釬料合金選擇與制備
    2.2 釬料合金的顯微組織
    2.3 釬料合金的電導(dǎo)率測試
    2.4 釬料合金的熔點及抗氧化性測試
    2.5 釬料合金潤濕鋪展性試驗
    2.6 釬料合金顯微硬度及其釬焊接頭拉伸性能
        2.6.1 釬料合金釬焊接頭的拉伸性能
        2.6.2 釬料合金的顯微硬度
3 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金組織與性能的影響
    3.1 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金顯微組織的影響
        3.1.1 Sn-Pb-In系釬料合金顯微組織分析
        3.1.2 Sn-Pb-Bi系釬料合金顯微組織分析
    3.2 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金電導(dǎo)率的影響
    3.3 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金熔點及抗氧化性的影響
    3.4 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金在TU1 基板上鋪展面積的影響
    3.5 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金及其釬焊接頭力學(xué)性能的影響
        3.5.1 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金釬焊接頭拉伸性能的影響
        3.5.2 In、Bi元素對Sn-Pb釬料合金顯微硬度的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金釬焊接頭時效分析
    4.1 Sn-Pb-In、Sn-Pb-Bi系合金釬焊接頭時效界面顯微組織分析
        4.1.1 釬焊接頭210℃時效界面顯微組織分析
        4.1.2 釬焊接頭230℃時效界面顯微組織分析
        4.1.3 釬焊接頭250℃時效界面顯微組織分析
        4.1.4 釬焊接頭270℃時效界面顯微組織分析
    4.2 釬焊接頭時效界面化合物生長速率
    4.3 釬焊接頭界面處金屬間化合物的生長模型
    4.4 本章小結(jié)
5 光伏焊帶制備及其性能分析
    5.1 光伏焊帶制備
    5.2 光伏焊帶橫截面顯微組織分析
    5.3 光伏焊帶電阻率性能表征
    5.4 光伏焊帶剝離強度性能表征
    5.5 光伏焊帶拉伸性能表征
    5.6 光伏焊帶抗老化性能表征
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]溫度對Sn-0.7Cu無鉛釬料表面張力的影響[J]. 劉梁,潘學(xué)民,趙寧.  物理測試. 2012(04)
[2]相圖計算及其應(yīng)用[J]. 李一為,�？煽�,王培生,胡標(biāo),張利軍,劉樹紅,杜勇.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(01)
[3]Sn-Cu系無鉛釬料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 史益平,薛松柏,王儉辛,顧榮海.  焊接. 2007(04)
[4]低熔點Sn-Zn-Bi無鉛釬料的組織和性能[J]. 周健,孫揚善,薛烽.  金屬學(xué)報. 2005(07)
[5]Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系無鉛釬料的釬焊特性研究[J]. 杜長華,陳方,杜云飛.  電子元件與材料. 2004(11)
[6]A Study on Plastic Deformation Resistance of Sn-Pb-RE Solder[J]. 朱穎,康慧,曲平,方洪淵,錢乙余.  Journal of Rare Earths. 1999(04)

博士論文
[1]Sn-Bi基焊料組織與性能研究[D]. 陳旭.東南大學(xué) 2017
[2]稀土Ce對Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Ni釬料性能及焊點可靠性影響的研究[D]. 王儉辛.南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]窄間距Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊點液-固界面反應(yīng)[D]. 范萌.大連理工大學(xué) 2017
[2]Sn基釬料/Cu釬焊保溫階段界面IMC生長行為研究[D]. 江成蓉.大連理工大學(xué) 2017
[3]Sn-Zn-Bi合金組織控制及性能研究[D]. 張新.天津大學(xué) 2017
[4]混合集成電路用Pb-Sn-Sb-Ag釬料成分設(shè)計優(yōu)化及釬焊可靠性研究[D]. 陳曉宇.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[5]Ce對SnAgCu釬料性能和Cu6Sn5界面層生長行為的影響[D]. 翟文剛.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Bi基無鉛釬料性能研究[D]. 劉嘉希.大連理工大學(xué) 2016
[7]Ni對SAC0307界面反應(yīng)及接頭力學(xué)性能的影響[D]. 王玲玲.哈爾濱理工大學(xué) 2009
[8]Bi對Sn-Ag-Cu無鉛釬料合金及接頭組織和性能的影響[D]. 戚琳.大連理工大學(xué) 2004



本文編號：3717298