なぜPVモジュールのラミネーション中にバスバー接続（重ねはんだ）がセルクラックを引き起こすのか

製品紹介

センターホールクラックは、PVモジュールラインで遭遇する最も頻繁な外観欠陥です。原因は複雑で、数多く存在します。本記事では範囲を絞り、バスバー接続（オーバーラップはんだ付け）工程の問題に起因するセンターホールクラックのみに焦点を当てます。3つの典型的な根本原因を1つずつ順に解説します。

技術パラメータ

リボンとセルエッジの間の確保された間隔が小さすぎる

セルエッジがバスバーに近すぎる位置にあります。

TOPConセルストリングは表面側リボン正極構造を採用しており、リボンはバスバーの裏面にはんだ付けされます。バスバー接続時、装置はセルとバスバーを同一平面に持ち込みますが、両材料の厚さは大きく異なります：

ラミネーション工程に入ると、リボンがセルエッジに接する接触領域には二方向の力がかかります。

セルとバスバーの間隔が小さすぎると、リボンとウェハエッジの間の角度が小さくなります。引張力F1が低下し、同時に垂直圧力F2が増加します。

ウェハは脆い材料です。その高い圧力下でエッジが容易に割れ、センターホールクラックが発生します。

技術的優位性

リボンが成形後に曲がり変形する

バスバー接続時にセルとバスバーの平面差が大きすぎると、リボンははんだ付け後も高さの差を保ちます。

バスバー接続ではリボンの全長がすでに固定されています。余分な長さは行き場がなく、リボンが曲がって吸収します。その曲がったリボンがセルエッジを押し続け、バッチ全体でセンターホールクラックが発生します。

バスバー接続時のはんだリング欠陥（より稀なバッチ原因）

ここでは、バスバー接続時にセルとバスバーの間にわずかな面差があり、ハープーン領域にはバスバーのサポートがないため、リボンがウェハから剥離します。はんだの熱でリボンのコーティングが溶けると、その周囲にはんだの隆起したリングが形成されます。ラミネーションの加圧時に、この硬いはんだリングがウェハに直接押し込まれてウェハを割り、もう一つのセンターホールクラックが発生します。

製品応用

これら3つの故障モードは、ほとんどの結晶系モジュールラインで見られ、機械的余裕がすでに厳しい薄型・高効率セルで最も重要になります。リボンとセルの間隔、バスバー接続時の面アライメント、はんだプロファイルの制御を監視することが、センターホールクラックの歩留まりを最も大きく改善するレバーとなります。

Ooitechの見解

0.13mmの薄型TOPConウェハはほとんどエラーの余地がなく、ここで話しているF1/F2の力のバランスは、実際にはストリンガーとバスバー接続ステーションの上流で解決すべきアライメントの問題であり、後のラミネーションで修正できるものではありません。私たちが構築するモジュールラインでは、セルとバスバーを同一平面に保ち、安定したはんだプロファイルを維持することが、実際のセンタークラック歩留まりの大部分を生み出しています。これらの工程が実際の工場でどのように運用されているかを見たい場合は、OoitechのYouTubeチャンネル www.youtube.com/ooitech に一見の価値があるライン映像が多数あります。