随着人们对环境问题重视度的提升,发展新型清洁能源成了近年来的趋势。而太阳能作为一种新型无污染的清洁能源成为了人们关注的焦点,开发太阳能的关键是对太阳能电池的开发与研究。目前太阳能电池中光伏焊带使用的还是传统的Sn-Pb钎料,由于铅对环境的污染以及对人身体产生的不良影响,寻求新型无铅环保绿色钎料是太阳能行业目前亟待解决的问题。而Sn-Bi钎料具有较好的润湿性以及较高的抗拉强度,因此在太阳能光伏焊带的生产制造中具有广阔的前景。本论文主要以Sn-Bi基钎料作为研究对象,分别选用不同Bi含量的Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag、Sn-58Bi钎料,并使用扫描电子显微镜（SEM）、润湿平衡仪、万能拉伸试样机、剪切测试仪对三种钎料的组织、润湿性能、拉伸性能、焊点的剪切性能等进行分析测试。并将测试结果与Sn-40Pb钎料进行对比,选择出最具潜能的光伏焊带用Sn-Bi基无铅钎料。通过对三种Sn-Bi基钎料在不同温度不同助焊剂条件下的润湿平衡测试,结果表明溶剂型助焊剂600和水基型助焊剂330的溶剂类型不同,导致其作用开始时间和作用方式有所不同,Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag、Sn-58Bi的最好润湿性均是在钎料本身熔点以上60℃时溶剂型助焊剂600的作用条件下得到的,因此溶剂型助焊剂600更适用于Sn-Bi基无铅钎料,较高的温度也更利于钎料润湿性的提高。根据太阳能光伏焊带的服役温度选用25℃,55℃,85℃三种不同温度下的三种不同拉伸速率20 mm/min,40 mm/min,60 mm/min对钎料进行拉伸性能测试,Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag、Sn-58Bi三种Sn-Bi基钎料的拉伸强度均大于Sn-40Pb钎料,其中Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag钎料的拉伸强度相近并高于Sn-58Bi钎料。而Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag、Sn-58Bi钎料的延伸率均低于Sn-40Pb钎料,Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag钎料的延伸率在25℃和55℃下高于Sn-58Bi钎料,而Sn-58Bi钎料在85℃下延伸率要高。本文对焊点的界面行为和剪切性能的研究表明,界面IMC的生长速率从高到低依次为Sn-58Bi/Cu、Sn-15Bi/Cu、Sn-40Pb/Cu、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag/Cu。Sn-15Bi、Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag、Sn-58Bi/Cu焊点在125℃下时效不同时间后的剪切力均大于Sn-40Pb/Cu焊点。Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag/Cu焊点的剪切较力大并且随着时效时间的增加具有良好的稳定性,Sn-15Bi/Cu焊点的剪切力随时效时间的增加变化幅度较大,在时效20天时达到最大值22 N。Sn-58Bi/Cu焊点的剪切力随时效时间的增加而减小,稳定性要高于Sn-15Bi/Cu焊点而低于Sn-32Bi-1.8Sb-0.5Ag/Cu焊点。Sn-58Bi钎料作为Sn-Bi钎料中典型的共晶钎料,本文对Sn-58Bi钎料与光伏模块Ag栅极之间的界面反应进行了研究。研究表明,Sn-58Bi/Ag界面的Ag₃Sn层生长方式与Sn-58Bi/Cu界面的IMC层的生长方式不同,Ag₃Sn是同时生成的,在125℃下时效20天时,Ag栅极已经完全转变为Ag₃Sn层。