Three-point and four-point mechanical bending test modeling and application in solar cells

Ren He; Ying-Ye Li; Jing-Xin Chen; Xue-Ling Zhao; Huan Tang; Li-Na Zhang; Yan-Jiao Shen; Feng Li; Lin Yang; De-Yuan Wei

doi:10.7498/aps.68.20190597

Journals >Acta Physica Sinica >Volume 68 >Issue 20 >Page 208801-1 > Article

Acta Physica Sinica
Vol. 68, Issue 20, 208801-1 (2019)

Three-point and four-point mechanical bending test modeling and application in solar cells

Ren He¹, Ying-Ye Li², Jing-Xin Chen², Xue-Ling Zhao², Huan Tang², Li-Na Zhang², Yan-Jiao Shen², Feng Li², Lin Yang¹, and De-Yuan Wei^1、*

Author Affiliations

¹Key Laboratory of Optic-electronic Informationand Materials, Institute of Physical Science and Technology, Hebei University, Baoding 071002, China

²Yingli Green Energy Holding Co., Ltd., Baoding 071051, China

show less

DOI: 10.7498/aps.68.20190597 Cite this Article

Ren He, Ying-Ye Li, Jing-Xin Chen, Xue-Ling Zhao, Huan Tang, Li-Na Zhang, Yan-Jiao Shen, Feng Li, Lin Yang, De-Yuan Wei. Three-point and four-point mechanical bending test modeling and application in solar cells[J]. Acta Physica Sinica, 2019, 68(20): 208801-1 Copy Citation Text

show less

Fig. 1. The schematic diagram of the structure of bifacial solar cell.双面电池结构示意图

Download full size | View in the Article

Fig. 2. The schematic of test parameter: (a) Three point bengding; (b) four point bengding.测试参数示意图　(a) 三点弯曲; (b) 四点弯曲

Download full size | View in the Article

$Parameter comparison of silicon wafer test of three point and four point bending test: (a) Force as function of the bending value; (b) maximum bending displacement; (c) maximum force; (d) fracture strength.硅片三点和四点弯曲测试数据对比 (a) 载荷与位移的变化曲线; (b) 最大弯曲位移; (c) 最大载荷; (d) 断裂强度$

Fig. 3. Parameter comparison of silicon wafer test of three point and four point bending test: (a) Force as function of the bending value; (b) maximum bending displacement; (c) maximum force; (d) fracture strength.硅片三点和四点弯曲测试数据对比　(a) 载荷与位移的变化曲线; (b) 最大弯曲位移; (c) 最大载荷; (d) 断裂强度

Download full size | View in the Article

$Parameter comparison of bifacial solar cells test of three point and four point bending test: (a) Force as function of the bending value; (b) maximum bending displacement; (c) maximum force; (d) fracture strength.双面电池三点和四点弯曲测试数据对比 (a) 载荷与位移的变化曲线; (b) 最大弯曲位移; (c) 最大载荷; (d) 断裂强度$

Fig. 4. Parameter comparison of bifacial solar cells test of three point and four point bending test: (a) Force as function of the bending value; (b) maximum bending displacement; (c) maximum force; (d) fracture strength.双面电池三点和四点弯曲测试数据对比　(a) 载荷与位移的变化曲线; (b) 最大弯曲位移; (c) 最大载荷; (d) 断裂强度

Download full size | View in the Article

Fig. 5. The model diagram of force and bending moment: (a) Three point bending test; (b) four point bending test.作用力和弯矩图　(a) 三点弯曲; (b) 四点弯曲

Download full size | View in the Article

单位	国家	样片	厚度	测试方法	研究内容	年份	参考文献
注: TNI-UCC, Tyndall National Institute, University College Cork (科克大学, 廷德尔国立研究所); Fraunhofer-IMM, Fraunhofer-Institute for Mechanics of Materials (弗劳恩霍夫材料力学研究所); RERC-FREI-AIST, Renewable Energy Research Center, Fukushima Renewable Energy Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (国家先进工业科学技术研究所, 福岛可再生能源研究所, 可再生能源研究中心); SUTD, Singapore University of Technology and Design (新加坡科技设计大学) UNSW, University of New South Wales (新南威尔士大学); IEP-TUBF, Institute of Experimental Physics, TU Bergakademie Freiberg (弗莱贝格工业大学, 实验物理研究所); MEC, Mitsubishi Electric Corporation (三菱电力公司); Fraunhofer-CSP, Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics (弗劳恩霍夫硅光电中心); CMME, Centre for Modelling in Mechanical Engineering (机械工程建模中心); Solarforce S.A., 太阳力股份有限公司; ISFH, Institute for Solar Energy Research Hamelin (哈梅林太阳能研究所); UNIST, Ulsan National Institute of Science and Technology (蔚山国家科学技术研究院).
TNI-UCC	爱尔兰	单晶硅片	50—525 μm	三点弯曲	用统计方法建立了不同厚度单晶硅材料断裂强度的模型	2006	[3]
Fraunhofer -IMM	德国	单晶硅片	48—200 μm	三点弯曲	分析了磨削、抛光、蚀刻工艺对薄硅试样机械强度的影响	2007	[5]
RERC-FREI-AIST	日本	单晶硅片	200—250 μm	三点弯曲	金刚线切割时产生的应力损伤层对单晶硅片机械性能的影响	2008	[6]
浙江大学	中国	单晶硅电池	200 μm	三点弯曲	背电极花样对单晶硅电池的机械强度有明显影响	2011	[7]
浙江大学	中国	多晶硅片	220 μm	三点弯曲	铸锭多晶硅中, 锗掺杂能增强多晶硅片的机械强度	2011	[8]
SUTD	新加坡	光伏组件	—	三点弯曲	封装材料对太阳能光伏组件的可靠性影响	2016	[9]
Solarforce S.A.	法国	多晶硅片	60—140 μm	四点弯曲	研究了带状生长多晶硅的弯曲强度随不同工艺条件的变化	2015	[10]
UNSW	澳大利亚	多晶硅片	200 μm	四点弯曲	硅片的边缘缺陷对多晶硅片断裂强度的影响	2009	[2]
CMME	西班牙	多晶、单晶、类单晶	200 μm	四点弯曲	对相同厚度的多晶、单晶、类单晶的晶体硅片的机械强度进行了比较	2014	[11]
IEP-TUBF	德国	多晶硅片	250—300 μm	四点弯曲	研究了损伤腐蚀对太阳能硅片力学性能的影响	2009	[4]
UNIST	韩国	单晶硅片	50 μm	四点弯曲	同制绒工艺改变硅片表面形貌对晶体硅机械性能的影响	2017	[12]
Fraunhofer -CSP	德国	多晶硅片	—	四点弯曲	激光钻孔对机械性能的影响	2012	[13]
MEC	日本	多晶硅片	200—300 μm	四点弯曲	金刚线切割多晶硅片的弯曲强度, 并对不同强度值产生的原因进行了分析	2011	[14]
ISFH	德国	光伏组件	—	四点弯曲	标准尺寸太阳能光伏组件在受压情况下的裂纹分布情况	2016	[15]

Table 1. Comparison of three point bending and four point bending tests.

Download Citation

Save the article for my favorites

Paper Information