T/CPIA 0148-2025 晶体硅光伏电池电镀栅线划格试验方法

　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0148—2025

　　晶体硅光伏电池电镀栅线划格试验方法

　　Cross-cut test for electroplating grid line of crystalline silicon

　　photovoltaic cell

　　2025 - 11 - 15 发布 2025 - 11 - 30 实施

　　中国光伏行业协会 发 布

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　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。

　　本文件起草单位：正泰新能科技股份有限公司、浙江正泰新能源开发有限公司、苏州迈为科技股份有限公司、安徽光势能新能源科技有限公司、一道新能源科技股份有限公司、通威太阳能(成都)有限公司、晶澳(扬州)太阳能科技有限公司、天合光能股份有限公司、江苏惠仁新能源科技有限公司、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司西宁分公司、英利能源发展有限公司。

　　本文件主要起草人：陈一帆、余浩、何胜、单伟、诸荣耀、吕龙飞、张永红、胥星星、薛建锋、万鹏、陈红、朱华、潘胜、王勃、王子谦。

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　　晶体硅光伏电池电镀栅线划格试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了晶体硅光伏电池电镀铜栅线附着力测试方法及分级，包含方法原理、测试要求、测试步骤、评价分级、试验报告。

　　本文件适用于最外层为电镀铜材质的晶体硅电池成品或半成品，其他材料可参考执行，不同材质间结果不可横向比较。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2297 太阳光伏能源系统术语

　　GB/T 2792—2014 胶粘带剥离强度的试验方法

　　GB/T 9286—2021 色漆和清漆 划格试验

　　GB/T 14264 半导体材料术语

　　ISO 13076 涂料和清漆涂层目测评估的照明和规程(Paints and varnishes—Lighting and procedure for visual assessments of coatings)

　　3 术语和定义

　　GB/T 2297、GB/T 14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　底材 substrate

　　金属栅线下方与其直接接触的非金属材质层。

　　注：HJT 电镀铜电池片底材为 TCO，TOPCon、PERC 电镀铜电池片底材为硅，其它杂化结构参照 HJT、TOPCon 结构定义底材。

　　3.2

　　复杂结构 complex structures

　　金属栅线的非副栅区域。

　　注：该类区域会因工艺面积差异，导致电镀时电流密度有所差异，如：电池上设计的大面积焊点、鱼叉区域、电镀夹具的夹点等。

　　4 方法原理

　　选定6条互相平行的相邻副栅，垂直于副栅方向切6条平行切口。切口将6条副栅完全切断，形成30条独立的线段。吹扫去除碎屑后，使用规定的方式进行胶带拉脱操作。目视检查切割区域，并将其与六级分级标准进行比较。

　　5 测试要求

　　5.1 测试环境

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　　温度(23±2) ℃, 相对湿度(50±5)%，并在ISO 13076规定的光照条件下观察。

　　5.2 取样步骤

　　取样步骤应符合如下要求：

　　a) 样片选取：样片应为正常生产中抽检的随机片，可按测试目的，选取不同时间点或设备位置的片源;

　　b) 样点选取：应选择具有相互平行栅线的且远离复杂结构的区域;

　　c) 片内取样点位置：样点应涵盖互相平行的六条副栅，样点与样点、样点与电池片边缘、样点与复杂结构之间的距离不小于3mm(见图1);

　　标引序号说明：

　　1、2、3——待测区域;

　　4、5 ——复杂结构。

　　图1 取样点示意图

　　d) 样品形貌：表面可为绒面、抛光面等，应在结果中记录该情况。

　　如样品无法满足，可制作符合样点取样要求的样片供测试，样片相关参数(如：线宽、线间距、电流密度、镀层结构等)应与同批次产品相同。

　　5.3 切割工具

　　符合GB/T 9286—2021中5.2～5.4规定的切割工具，确保切割工具具有规定的良好状态。

　　5.4 测试胶带

　　按照GB/T 2792—2014中第5章规定的测试方法，测定剥离强度为3.5 N/cm的压敏胶带，且胶带宽度应不小于10 mm。

　　5.5 滚筒

　　符合GB/T 2792—2014中5.3.4.1规定的钢质压辊。压辊表面由6 mm厚的橡胶覆盖， 肖氏硬度计硬度为80±5，直径为(85±2.5)mm，宽度为(45±1.5)mm的钢辊。滚筒应为表面无任何凸面或凹面偏差的真实圆柱体。滚筒的质量应为(2040±45)g。

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　　5.6 拉扯工具

　　采用满足(5.0±0.2)mm/s匀速拉扯的工具。

　　5.7 目视放大镜

　　手柄式，放大倍数为2或3倍。

　　6 测试步骤

　　6.1 样品预处理

　　样品预处理应符合如下要求：

　　a) 采用质量分数为1%的稀硫酸溶液，预浸30s ～60 s去除自然氧化。而后涂上特定的清洁试剂，并使用清洁材料擦拭至干燥，使用相同的清洁剂、清洁材料重复3次。擦拭后应在标准条件下干燥10 min及以上，并在10 h内完成测试;

　　注 1：特定的清洁试剂、清洁材料参考 GB/T 2792 中 5.2 规定的材料，如：常见清洁试剂，丙酮、异丙醇、甲醇;常见清洁材料，医用纱布、棉线、棉纸。

　　注 2：预处理过程涉及多种化学品，操作中应依照对应物质安全数据单(MSDS)做好个人防护。

　　b) 若10 h内未进行测试，应重新进行预处理;

　　在该预处理条件下，使用5.4中规定的胶带进行附着力测试，(5.0±0.2)mm/s匀速拉扯、无残胶的标准下，实测附着力波动稳定在±5%以内。

　　6.2 划线操作

　　按照5.2规定，选取合适的取样点。在取样点区域内使用5.3要求的工具，进行划线操作。

　　划线操作，要求被切割的栅线完全切割断裂、底材裸露。切割后示意图见图2。宜使用间隔为1mm的间距进行操作。若使用不同间距测试，应在试验报告中注明。

　　切割过程可采用手动或电驱动的刀具，具体要求如下：

　　a) 使用手动工具：

　　1) 将试板放置在坚硬、平直，具有足够操作空间的表面上，以防在试验过程中试板的任何变形;

　　2) 在试验前，检查刀具的切割刀刃，并通过磨刃或更换刀片使其保持良好状态;

　　3) 握住切割刀具使刀垂直于试板表面、划线方向垂直于栅线(见图2)。

　　4) 对刀具均匀施力并使用适宜的间距导向装置，以均匀的切割速率在涂层上形成规定的切割数(所有切割均应将目标区域栅线切割为独立线段，使之互不干扰。但过深的划痕有导致电池片碎裂的风险。为实现目的，应保证在划透副栅的前提下，用最小的力进行)。

　　5) 如果测试中无法划透副栅(即底材裸露)，则表面试验无效并应如实记录;

　　a

　　b

　　标引符号说明：

　　a——切割线;

　　b——被切割的副栅栅线。

　　图2 切割示意图b) 使用电驱动的刀具：

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　　如果使用带电动机驱动装置的切割刀具，应注意手动操作步骤中规定的要点，尤其是切割间距、道数、切割深度。

　　6.3 拉脱操作

　　拉脱操作应符合如下要求：

　　a) 使用吸耳球沿切割线方向前后吹扫3次，去除表面粉尘、碎屑;

　　b) 在水平、硬质台面上，对电池片进行固定;

　　c) 取一段符合规定的胶带，长度约300mm。将一端12 mm长的胶带对折(折向粘合剂侧)，形成一个凸耳;

　　d) 握住胶带另一端，使其不与待测样品接触，放在样品上方。胶带中心应与划线区域对齐，且胶带长边方向与切割线方向平行，见图3a);

　　e) 确定覆盖完好后，使用5.5中规定的滚筒工具，在纵向方向上， 以(10±0.5)mm/s的速度通过机动或手动的方式滚动两次(使用过程，不得增加滚筒质量) ，使胶带黏附在待测区域的栅线上，操作时应注意以下事项：

　　1) 待测区域栅线应与胶带完全贴合，不应有气泡，如有气泡应丢弃样品;

　　2) 粘贴后剩余胶带应满足水平方向测试要求，保证反向180 °拉扯中工具的夹持需求，见图3b);

　　3) 胶带黏贴区域应大于待测区域，在切割区域前后各留出至少25 mm的胶带长度;

　　4) 单独制备的每个样品应在1 min内进行测试;

　　f) 应以180 ° 的角度将胶带的折叠端向后折叠，将c)中制作的凸耳夹持在5.6中规定的工具上，以(5.0±0.2)mm/s的速度操作活动钳口，进行拉扯(见图4)。

　　a) 胶带方向与切割线方向平行

　　b) 从网格上撕离胶带前胶带的位置标引符号说明：

　　1——互相平行的金属栅线; 2——切口;

　　3——胶带;

　　4——硅基底;

　　5——底部固定平台;

　　a——贴平;

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　　b——撕离方向。

　　图3 胶带拉脱示意图

　　图4 拉脱操作示意图

　　6.4 观察分级

　　6.4.1 观察要求

　　用正常的或矫正过的视力,或经有关双方商定,使用5.7中规定的放大镜, 目视法仔细检查试验涂层的切割区域。在观察过程中,适当转动试板,使试验区域的观察和照明不局限在一个方向。通过与表1所述分级规则进行比较,对试验区域进行评级。

　　对于表面粗糙程度高，拉脱后残胶严重、无法观察的样品，可观察拉脱后胶带上残留的铜丝进行统计。

　　对于单一硅片上某区域的评级，测试结果仅可代表该区域附着力等级。

　　对于单一硅片整体的评级，应于中间区域、边缘区域、夹点附近(或其它特殊或随机区域)，共3个位置进行测试，测试结果应不超过1个单位等级。若超过，则应重新进行测试，如有必要，应更换不同样品进行测试。

　　6.4.2 分级对照表

　　试验结果分级见表 1。

　　表 1 试验结果分级

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　　表1 试验结果分级(续)

　　若分级结果有疑问,应由3名检验人员进行评定,在3名检验人员同时评定的情况下,评定结果应取平均值最接近的评定等级作为评定结果。重复试验应分别进行评定和记录,最终评定结果应取符合6.4.1要求的最低等级。

　　示例 1：某次重复试验结果为 0 级、1 级、1 级，则 1 级为最低等级，最终评定结果为 1 级。

　　示例 2：某次重复试验结果为 0 级、1 级、2 级，虽然 2 级为最低等级，但不符合 6.4.1 中“不超过 1 个单位等级 ”的要求，结果无效，应考虑重新测试。

　　6.5 结果记录

　　6.5.1 标识说明

　　——1为单刃切割刀具：

　　l 1a为手动单刃切割刀具;

　　l 1b为使用电动驱动装置的单刃切割刀具;

　　l 1c为具有V型刀刃的刚性切割器;

　　——2为多刃切割刀具：

　　l 2a为手动多刃切割刀具;

　　l 2b为使用电驱动装置的多刃切割刀具。

　　6.5.2 记录方法

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　　参照GB/T 9286—2021中5.2～5.4分级记录方法，分级测试评价完成后，宜以“文件号-使用切割工具和方法-分级 ”的格式对产品进行分级记录。

　　示例：GB/T 9286—2021-1a-2 代表使用GB/T 9286—2021文件测试方法，在单刃手动切割条件下，产品分类等级为2。

　　7 试验报告

　　试验报告至少应包括下列内容：

　　a) 识别受试产品所需要的全部细节;

　　b) 注明本文件编号;

　　c) 试板准备细节包括 :

　　1) 产品的种类、厚度和表面状态(绒面/抛光面);

　　2) 镀层结构、镀层厚度、栅线宽度、副栅线间距;

　　3) 电镀完成后的保存环境及时间;

　　d) 非推荐测试环境的温度、湿度;

　　e) 非推荐胶带，实验使用的胶带品牌型号;

　　f) 非推荐拉扯工具，如手动拉扯，应注明;

　　g) 分级测试的结果;

　　h) 与规定的试验步骤的任何不同之处;

　　i) 试验过程中观察到的任何异常情况;

　　j) 试验日期。