چرا برق‌دار کردن یک پنل خورشیدی سلول پنهان را آشکار می‌کند

پاسخ سریع: برق‌دار کردن یک پنل خورشیدی و عکس‌برداری از گسیل خودِ آن، نقص‌هایی را آشکار می‌کند که هیچ بازرسی چشمی قادر به یافتن آن‌ها نیست. در آزمون الکترولومینسانس، جریان به ماژول تزریق می‌شود تا سلول‌ها نور مادون قرمز منتشر کنند، و یک دوربین آن گسیل را در طول‌موج‌های حدود 1150 nm تصویربرداری می‌کند. یک ترک، قطع‌شدگی انگشتی یا اتصال لحیم‌شده با تماس ضعیف به‌صورت یک عیب تیره ظاهر می‌شود، زیرا جریان کمتری از آنجا عبور می‌کند و نور کمتری منتشر می‌شود. دلیل اهمیت این موضوع آن است که این نقص‌ها برای چشم نامرئی‌اند و اغلب در اندازه‌گیری توان به‌سختی دیده می‌شوند: ماژولی با سلول ترک‌خورده هنوز می‌تواند نزدیک به توان نامی خود تولید کند، در حالی که نقصی را با خود دارد که رشد خواهد کرد. به همین دلیل آزمون EL در کنار آزمون فلاش قرار می‌گیرد و جایگزین آن نمی‌شود — یکی توان خروجی را اندازه می‌گیرد، دیگری پیدا می‌کند که آن توان کجا پنهان شده است.

تولید ماژول PV · توسط جری، Ooitech

قبل از خروج از کارخانه، پنل‌های خورشیدی دو بررسی کیفی عمده را پشت سر می‌گذارند. یکی یک بازرسی بصری ساده است. دیگری همان چیزی است که امروز درباره آن صحبت می‌کنیم: تست روشن‌شدن. نام فنی این کار تست EL است. EL مخفف الکترولومینسانس.

1. علم پشت آزمایش EL

یک سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی اساساً یک نیمه‌هادی اتصال PN است. این سلول خواص فوتوالکتریک دوطرفه دارد. در استفاده روزمره ما، نور خورشید به پنل برخورد می‌کند، اثر فتوولتائیک را فعال می‌کند و انرژی نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

آزمایش EL این فرآیند فیزیکی را به عقب برمی‌گرداند. یک منبع تغذیه خارجی جریان مستقیم رو به جلو به ماژول اعمال می‌کند. این کار الکترون‌ها و حفره‌ها را به سلول تزریق می‌کند. این حامل‌های بار در اتصال PN بازترکیب می‌شوند و انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند و اثر الکترولومینسانس را ایجاد می‌کنند.

نکته اینجاست. وقتی سلول سیلیکونی برق‌دار می‌شود، نوری که ساطع می‌کند مادون قرمز نزدیک است، با طول موج حدود 1100-1150 نانومتر. این باند خاص کاملاً خارج از دید انسان است. ما اصلاً نمی‌توانیم این نور را درک کنیم. حتی اگر ماژول کاملاً برق‌دار و درخشان باشد، با چشم غیرمسلح فقط مانند یک تکه شیشه معمولی به نظر می‌رسد. هیچ الگوی روشن یا تاریکی نخواهید دید.

به همین دلیل است که فقط اعمال برق به هیچ وجه کافی نیست. ما باید به دوربین‌های تصویربرداری مادون قرمز تخصصی تکیه کنیم. تجهیزات EL از دوربین‌های CMOS یا CCD حساس به مادون قرمز نزدیک همراه با فیلترهای IR استفاده می‌کنند. آنها در یک محیط کاملاً تاریک عکس‌های با نوردهی طولانی می‌گیرند. این تنظیمات سیگنال‌های مادون قرمز نامرئی را به تصاویر سیاه و سفید واضح روی مانیتور تبدیل می‌کند.

2. چرا به آزمایش EL نیاز داریم؟

آن را مانند یک سیتی‌اسکن برای پنل‌های خورشیدی در نظر بگیرید. عیوبی که از بیرون نمی‌توانید ببینید از طریق آزمایش EL کاملاً واضح می‌شوند. بیایید به چند عیب رایج EL نگاه کنیم: ریزترک‌ها، لحیم‌کاری سرد و خطوط شکسته شبکه.

ریزترک‌ها:این‌ها ریزترک‌هایی در بدنه سیلیکونی هستند که در اثر تنش مکانیکی ایجاد می‌شوند. سلول کاملاً از هم جدا نشده است، بنابراین سطح ظاهر خوبی دارد. اما شبکه کریستالی در حال حاضر ترک خورده است. از آنجایی که این آسیب واقعی به پایه سیلیکونی است، دوربین EL به راحتی آن را تشخیص می‌دهد. در تصویر EL، ریزترک به صورت یک خط سیاه مشخص ظاهر می‌شود.

لحیم سرد:این زمانی اتفاق می‌افتد که اتصال آلیاژی خوب بین نوار لحیم و باس‌بار اصلی سلول ایجاد نشود. آن‌ها به صورت مکانیکی در تماس هستند، اما اتصال الکتریکی ضعیف است. در تصاویر EL، لحیم سرد به صورت لکه‌های تیره موضعی یا خطوط تیره ظاهر می‌شود. معمولاً آن‌ها را در امتداد خطوط شبکه می‌بینید که به صورت خطوط سیاه نامنظم و شکسته یا لکه‌های نقطه‌چین ظاهر می‌شوند.

خطوط شبکه شکسته:گاهی اوقات خطوط شبکه نقره‌ای ظریف روی سلول می‌شکنند. وقتی این اتفاق می‌افتد، مسیر جمع‌آوری جریان قطع می‌شود. این تقریباً همیشه یک نقص مواد اولیه است. می‌توانید آن را در اسکن EL به صورت نواحی سیاه یا تیره که عمود بر باس‌بار اصلی هستند مشاهده کنید.

حدود ۱۵ سال پیش، خریداران به ندرت بازرسی EL را درخواست می‌کردند. امروزه، این یک الزام مطلق برای محموله‌های پنل است که با ظرفیت ۱۰۰٪ در خط تولید آزمایش می‌شود. چیزهایی مانند ریزترک‌ها، لحیم سرد و شبکه‌های شکسته به طور جدی توان خروجی ماژول را کاهش می‌دهند و قابلیت اطمینان بلندمدت آن را از بین می‌برند.

دیدگاه Ooitech

سخت‌افزار کنترل کیفیت به‌شدت تکامل یافته تا همگام با معماری‌های مدرن سلول با بازده بالا مانند TOPCon و HJT پیش برود. عبور دادن پنل‌ها از تسترهای EL دیگر فقط درباره شناسایی عیوب نیست؛ بلکه درباره تنظیم دقیق پارامترهای تب‌زن رشته‌ساز و قبل از لمینیت، ماژول مونتاژشده باید بازرسی بصری را بگذراند و بالادستی به‌صورت بلادرنگ است. بازده کارخانه زمانی به‌طور چشمگیری جهش می‌کند که داده‌های EL مستقیماً به سیستم کنترل اصلی خط تولید بازخورد داده شود تا از بروز مشکلات مکرر تنش مکانیکی جلوگیری شود.