TY - THES

T1 - Mechanische Eigenschaften und Ermüdungsverhalten von Solarzellenverbindern

AU - Pedevilla, Mathias

N1 - gesperrt bis 15-05-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Lotbeschichtete Kupferflachdrähte werden in der Photovoltaik-Industrie zur elektrischen Verschaltung von kristallinen Solarzellen eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften der Drähte, im Speziellen die 0.2 % Dehngrenze, und ein möglichst hoher Widerstand des Zellverbinders gegen Ermüdungsbruch sind für die Photovoltaikindustrie wichtige Produktmerkmale. Dies ergibt sich aus verarbeitungstechnischen Notwendigkeiten und der Tatsache, dass die Drähte im Photovoltaikmodul einer wiederkehrenden Biegewechselbelastung ausgesetzt sind. Diese kann zum Bruch der Flachdrähte führen. Mögliche Folgen sind erhöhte ohmsche Verluste, teilweiser oder totaler Modulausfall und Sicherheitsrisiken. Ziel dieser Arbeit war es demnach, die mechanischen Eigenschaften der Zellverbinder, die durch das gewählte Herstellungsverfahren erreicht werden können, zu evaluieren, und zu prüfen, wie sich die aus unterschiedlich starken Glühbehandlungen resultierenden mechanischen Eigenschaften qualitativ auf das Ermüdungsverhalten der Drähte auswirken. An unterschiedlich wärmebehandelten Drähten wurden Korngrößenbestimmungen und Zugversuche durchgeführt, um die Ergebnisse der Wärmebehandlung zu beurteilen. Ebenso wurde ihr Kurzzeitermüdungsverhalten unter Wechselbiegebelastung untersucht. Hierzu wurde eine geeignete Prüfeinrichtung konzipiert, die eine einfache, vergleichende Prüfung der Drähte ermöglicht.

AB - Lotbeschichtete Kupferflachdrähte werden in der Photovoltaik-Industrie zur elektrischen Verschaltung von kristallinen Solarzellen eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften der Drähte, im Speziellen die 0.2 % Dehngrenze, und ein möglichst hoher Widerstand des Zellverbinders gegen Ermüdungsbruch sind für die Photovoltaikindustrie wichtige Produktmerkmale. Dies ergibt sich aus verarbeitungstechnischen Notwendigkeiten und der Tatsache, dass die Drähte im Photovoltaikmodul einer wiederkehrenden Biegewechselbelastung ausgesetzt sind. Diese kann zum Bruch der Flachdrähte führen. Mögliche Folgen sind erhöhte ohmsche Verluste, teilweiser oder totaler Modulausfall und Sicherheitsrisiken. Ziel dieser Arbeit war es demnach, die mechanischen Eigenschaften der Zellverbinder, die durch das gewählte Herstellungsverfahren erreicht werden können, zu evaluieren, und zu prüfen, wie sich die aus unterschiedlich starken Glühbehandlungen resultierenden mechanischen Eigenschaften qualitativ auf das Ermüdungsverhalten der Drähte auswirken. An unterschiedlich wärmebehandelten Drähten wurden Korngrößenbestimmungen und Zugversuche durchgeführt, um die Ergebnisse der Wärmebehandlung zu beurteilen. Ebenso wurde ihr Kurzzeitermüdungsverhalten unter Wechselbiegebelastung untersucht. Hierzu wurde eine geeignete Prüfeinrichtung konzipiert, die eine einfache, vergleichende Prüfung der Drähte ermöglicht.

KW - copper

KW - fatigue

KW - photovoltaic

KW - wire

KW - microstructure

KW - grain size

KW - recrystallization

KW - heat treatment

KW - interconnect ribbon

KW - Kupfer

KW - Ermüdung

KW - Photovoltaik

KW - Draht

KW - Gefüge

KW - Wechselbiegebelastung

KW - Korngröße

KW - Rekristallisation

KW - Wärmebehandlung

KW - Zellverbinder

M3 - Diplomarbeit

ER -