Почему электризация солнечной панели выявляет скрытые трещины в элементах?

Перед выходом с завода солнечные панели проходят две основные проверки качества. Одна из них — простой визуальный осмотр. Другая — то, о чем мы поговорим сегодня: тест с подачей питания. Техническое название этого теста — EL-тест. EL означает электролюминесценция.

1. Наука, стоящая за EL-тестированием

Кристаллический кремниевый солнечный элемент по сути является полупроводником с PN-переходом. Он обладает двунаправленными фотоэлектрическими свойствами. В повседневном использовании солнечный свет попадает на панель, запускает фотоэлектрический эффект и превращает световую энергию в электричество.

EL-тестирование обращает этот физический процесс вспять. Внешний источник питания подает прямой ток на модуль. Это вводит электроны и дырки в элемент. Эти носители заряда рекомбинируют на PN-переходе и выделяют энергию в виде фотонов, создавая эффект электролюминесценции.

Вот в чем загвоздка. Когда кремниевый элемент получает питание, излучаемый им свет находится в ближнем инфракрасном диапазоне с длиной волны около 1100-1150 нм. Этот конкретный диапазон полностью выходит за пределы человеческого зрения. Мы вообще не можем воспринимать этот свет. Даже если модуль полностью запитан и светится, невооруженным глазом он выглядит как обычное стекло. Вы не увидите никаких ярких или темных узоров.

Вот почему простой подачи питания недостаточно. Мы должны полагаться на специализированные инфракрасные камеры. EL-оборудование использует чувствительные к ближнему инфракрасному диапазону CMOS или CCD камеры в сочетании с ИК-фильтрами. Они делают снимки с длинной выдержкой в полностью темной среде. Эта установка преобразует невидимые инфракрасные сигналы в четкие черно-белые изображения на мониторе.

2. Зачем нам нужно EL-тестирование?

Представьте это как компьютерную томографию для солнечных панелей. Дефекты, которые невозможно заметить снаружи, становятся кристально ясными при EL-тесте. Давайте рассмотрим несколько распространенных EL-дефектов: микротрещины, холодная пайка и поврежденные токосборные шины.

Микротрещины:Это микротрещины в кремниевой пластине, вызванные механическим напряжением. Ячейка не разломилась полностью, поэтому поверхность выглядит нормально. Но кристаллическая решетка уже повреждена. Поскольку это реальное повреждение кремниевой основы, EL-камера легко его обнаруживает. На EL-изображении микротрещина выглядит как четкая черная линия.

Холодная пайка:Это происходит, когда не удается сформировать качественный сплавной контакт между паяльной лентой и основной шиной ячейки. Они соприкасаются механически, но электрическое соединение слабое. На EL-изображениях холодная пайка выглядит как локальные темные пятна или темные линии. Обычно они видны вдоль линий сетки, проявляясь как нерегулярные прерывистые черные линии или пунктирные участки.

Разрывы линий сетки:Иногда тонкие серебряные линии сетки на ячейке разрываются. Когда это происходит, путь сбора тока прерывается. Это почти всегда дефект сырья. Вы можете заметить это на EL-сканировании как черные или темные области, идущие перпендикулярно основной шине.

Около 15 лет назад покупатели редко запрашивали EL-инспекцию. Сегодня это абсолютно обязательное требование для поставок панелей, тестируемых на 100% мощности на линии. Такие вещи, как микротрещины, холодная пайка и разрывы сетки, серьезно снижают выходную мощность модуля и ухудшают его долгосрочную надежность.

Мнение Ooitech

Аппаратное обеспечение контроля качества кардинально эволюционировало, чтобы идти в ногу с современными высокоэффективными архитектурами ячеек, такими как TOPCon и HJT. Прогон панелей через EL-тестеры — это не просто выявление дефектов; это тонкая настройка параметров таббер-стрингера и ламинатора в реальном времени. Выход продукции на заводе значительно увеличивается, когда данные EL напрямую передаются в основную систему управления производственной линией для предотвращения повторных проблем механического напряжения.