ทำไมการจ่ายไฟฟ้าให้แผงโซลาร์เซลล์จึงเผยให้เห็นรอยแตกที่ซ่อนอยู่ในเซลล์?

ก่อนออกจากโรงงาน แผงโซลาร์เซลล์ต้องผ่านการตรวจสอบคุณภาพหลักสองขั้นตอน หนึ่งคือการตรวจสอบด้วยสายตาแบบง่าย อีกหนึ่งคือสิ่งที่เราจะพูดถึงในวันนี้: การทดสอบเมื่อจ่ายไฟ ชื่อทางเทคนิคคือการทดสอบ EL โดย EL ย่อมาจาก Electroluminescence

1. วิทยาศาสตร์เบื้องหลังการทดสอบ EL

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนผลึกโดยพื้นฐานแล้วเป็นสารกึ่งตัวนำรอยต่อ PN มีคุณสมบัติทางโฟโตอิเล็กทริกแบบสองทิศทาง ในการใช้งานประจำวัน แสงแดดตกกระทบแผง กระตุ้นปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก และเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นไฟฟ้า

การทดสอบ EL ย้อนกระบวนการทางฟิสิกส์นี้กลับด้าน แหล่งจ่ายไฟภายนอกจ่ายกระแสตรงไปข้างหน้าให้กับโมดูล ซึ่งฉีดอิเล็กตรอนและโฮลเข้าไปในเซลล์ พาหะประจุเหล่านี้รวมตัวกันที่รอยต่อ PN และปล่อยพลังงานออกมาเป็นโฟตอน ทำให้เกิดปรากฏการณ์อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์

นี่คือประเด็นสำคัญ เมื่อเซลล์ซิลิคอนได้รับพลังงาน แสงที่มันปล่อยออกมาจะเป็นช่วงใกล้อินฟราเรด โดยมีความยาวคลื่นประมาณ 1100-1150 นาโนเมตร ช่วงความยาวคลื่นนี้อยู่นอกเหนือการมองเห็นของมนุษย์โดยสิ้นเชิง เราไม่สามารถรับรู้แสงนี้ได้เลย แม้ว่าโมดูลจะได้รับพลังงานเต็มที่และเปล่งแสง มันก็ดูเหมือนกระจกธรรมดาเมื่อมองด้วยตาเปล่า คุณจะไม่เห็นลวดลายสว่างหรือมืดใดๆ

นั่นคือเหตุผลที่การจ่ายไฟเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เราต้องพึ่งพากล้องถ่ายภาพอินฟราเรดเฉพาะทาง อุปกรณ์ EL ใช้กล้อง CMOS หรือ CCD ที่ไวต่อแสงใกล้อินฟราเรดร่วมกับฟิลเตอร์ IR พวกมันถ่ายภาพแบบเปิดรับแสงนานในสภาพแวดล้อมที่มืดสนิท การตั้งค่านี้แปลงสัญญาณอินฟราเรดที่มองไม่เห็นให้เป็นภาพขาวดำที่ชัดเจนบนจอภาพ

2. ทำไมเราจึงต้องมีการทดสอบ EL?

ลองนึกถึงมันเหมือนการสแกน CT สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ ข้อบกพร่องที่คุณไม่สามารถมองเห็นจากภายนอกจะชัดเจนผ่านการทดสอบ EL มาดูข้อบกพร่อง EL ทั่วไปสองสามอย่าง: ไมโครคราก รอยบัดกรีเย็น และเส้นกริดแตก

รอยแตกขนาดเล็ก:สิ่งเหล่านี้คือรอยแตกขนาดเล็กในตัวซิลิคอนที่เกิดจากความเค้นเชิงกล เซลล์ยังไม่ได้แตกออกจากกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นพื้นผิวจึงดูปกติ แต่โครงสร้างผลึกได้แตกแล้ว เนื่องจากเป็นความเสียหายจริงต่อฐานซิลิคอน กล้อง EL จึงจับได้ง่าย ในภาพ EL รอยแตกขนาดเล็กจะปรากฏเป็นเส้นสีดำที่ชัดเจน

การบัดกรีเย็น:สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อไม่สามารถสร้างการเชื่อมต่อโลหะผสมที่ดีระหว่างแถบบัดกรีกับบัสบาร์หลักของเซลล์ได้ พวกมันสัมผัสกันทางกลไก แต่การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอ่อนแอ ในภาพ EL การบัดกรีเย็นจะปรากฏเป็นจุดดำหรือเส้นดำเฉพาะจุด โดยปกติคุณจะเห็นตามเส้นกริด ปรากฏเป็นเส้นดำที่ไม่สม่ำเสมอ หัก หรือเป็นจุดประ

เส้นกริดแตก:บางครั้งเส้นกริดเงินละเอียดบนเซลล์แตก เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ เส้นทางการเก็บกระแสจะถูกตัดขาด ซึ่งเกือบจะเป็นข้อบกพร่องของวัตถุดิบเสมอ คุณสามารถสังเกตได้ในการสแกน EL ว่ามีพื้นที่สีดำหรือสีเข้มตั้งฉากกับบัสบาร์หลัก

เมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้ว ผู้ซื้อไม่ค่อยขอตรวจสอบ EL แต่ในปัจจุบัน การตรวจสอบนี้เป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการจัดส่งแผง โดยทดสอบที่กำลังการผลิต 100% บนสายการผลิต สิ่งต่างๆ เช่น รอยแตกขนาดเล็ก การบัดกรีเย็น และเส้นกริดแตก จะทำให้กำลังไฟฟ้าของโมดูลลดลงอย่างรุนแรงและทำลายความน่าเชื่อถือในระยะยาว

มุมมองของ Ooitech

ฮาร์ดแวร์ควบคุมคุณภาพได้พัฒนาอย่างมากเพื่อให้ทันกับสถาปัตยกรรมเซลล์ประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่ เช่น TOPCon และ HJT การส่งแผงผ่านเครื่องทดสอบ EL ไม่ใช่แค่การจับข้อบกพร่องอีกต่อไป แต่ยังเกี่ยวกับการปรับพารามิเตอร์ของเครื่อง tabber stringer และ laminator ต้นน้ำแบบเรียลไทม์ ผลผลิตของโรงงานเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อข้อมูล EL ป้อนกลับเข้าสู่ระบบควบคุมหลักของสายการผลิตโดยตรงเพื่อป้องกันปัญหาความเค้นเชิงกลซ้ำๆ