การขัดจังหวะของนิ้วในเซลล์แสงอาทิตย์ — การทดสอบ EL

คำตอบสั้น: การทดสอบการเปล่งแสงอิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์และการทดสอบ IV ตอบคำถามที่แตกต่างกันบนสายการผลิตโมดูลแสงอาทิตย์ การทดสอบ IV วัดว่าโมดูลผลิตกำลังไฟฟ้าได้เท่าใด ส่วนการทดสอบ EL แสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าไม่ไหลที่จุดใดภายในโมดูล การขาดของนิ้ว — รอยขาดในเส้นโลหะบางที่เก็บกระแสไฟฟ้าจากเซลล์ — มองไม่เห็นด้วยการวัดกำลังไฟฟ้าหากการสูญเสียนั้นน้อย แต่จะปรากฏชัดเจนในภาพ EL เป็นเส้นมืด เนื่องจากกล้องบันทึกภาพการเปล่งแสงของโมดูลเองที่ความยาวคลื่นประมาณ 1200 nm ความแตกต่างนี้สำคัญต่อการแก้ไข: ผลลัพธ์ IV บอกว่าโมดูลมีสมรรถนะต่ำกว่าที่ควร ขณะที่ภาพ EL บอกว่าขั้นตอนใดในกระบวนการเป็นสาเหตุ ไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์สกรีน การเผา หรือความเสียหายจากการจัดการหลังการทำโลหะ การรันทั้งสองเกตแบบอินไลน์คือสิ่งที่ทำให้ข้อบกพร่องสามารถสืบย้อนไปยังสถานีได้แทนที่จะเป็นทั้งล็อต

การผลิตโมดูล PV · โดย Jerry, Ooitech

แนะนำผลิตภัณฑ์

การทดสอบ EL และการทดสอบ IV ในการผลิตโมดูลแสงอาทิตย์

ในสายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ ขั้นตอนการตรวจสอบสองขั้นตอนมีความสำคัญเป็นพิเศษ: การทดสอบ EL และ การทดสอบ IV. โดยปกติแล้วการทดสอบ IV จะใช้เป็นการตรวจสอบประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย ซึ่งยืนยันว่าโมดูล PV ที่เสร็จสมบูรณ์มีกำลังไฟฟ้าตามที่กำหนดก่อนจัดส่ง

อย่างไรก็ตาม การทดสอบ IV จะวัดประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของทั้งโมดูล ไม่สามารถระบุตำแหน่งข้อบกพร่องในเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์ได้อย่างแม่นยำ เช่น รอยแตกขนาดเล็กที่ซ่อนอยู่ นิ้วที่ขาด การบัดกรีที่ไม่ดี หรือการปนเปื้อนเฉพาะจุด นี่คือจุดที่การถ่ายภาพ EL มีประโยชน์มาก การทดสอบ EL ทำให้ปัญหาภายในที่มองไม่เห็นกลายเป็นสิ่งที่มองเห็นได้ ช่วยให้ทีมผลิตระบุข้อบกพร่องก่อนที่โมดูลจะถึงมือลูกค้า

การทดสอบ EL ใช้สำหรับ การวิเคราะห์ตำแหน่งเชิงคุณภาพ ของเซลล์ภายในโมดูล PV สามารถช่วยตรวจจับรอยแตกขนาดเล็ก เซลล์แตก เส้นกริดขาด การบัดกรีอ่อน การหลุดบัดกรี การปนเปื้อนสิ่งสกปรก การเผาผนึกที่ไม่ดี และประสิทธิภาพของเซลล์ที่ไม่สม่ำเสมอ

พารามิเตอร์ทางเทคนิค

หลักการทางเทคนิคพื้นฐานของการถ่ายภาพ EL

หลักการทำงานของการทดสอบ EL มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหลักการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึกเดี่ยวส่วนใหญ่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และชนิด N เมื่อบริเวณชนิด P และชนิด N ก่อตัวเป็น รอยต่อ PNจะเกิดสนามไฟฟ้าภายในขึ้นที่ส่วนต่อประสาน

ภายใต้แสงแดด พลังงานโฟตอนกระตุ้นให้เกิดคู่อิเล็กตรอน-โฮล อิเล็กตรอนถูกขับเคลื่อนไปยังบริเวณ N ส่วนโฮลถูกขับเคลื่อนไปยังบริเวณ P การแยกประจุนี้สร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานในการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราย้อนกระบวนการนี้?

ในระหว่างการทดสอบ EL หัววัดของเครื่องทดสอบจะสัมผัสกับบัสบาร์บวกและลบของโมดูล PV จากนั้นจึงจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอกให้กับโมดูล แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกนำผ่านบัสบาร์ ถ่ายโอนไปยังริบบอน จากนั้นส่งไปยังอิเล็กโทรดเงินบนพื้นผิวเซลล์ จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะเข้าสู่บริเวณสารกึ่งตัวนำชนิด P และ N ภายในเซลล์

เมื่ออิเล็กตรอนและโฮลเคลื่อนที่ตามทิศทาง พวกมันจะก่อตัวเป็นวงจรกระแส เมื่อพาหะเหล่านี้เข้าสู่บริเวณรอยต่อ PN หรือที่เรียกว่าบริเวณพร่อง การรวมตัวแบบแผ่รังสี เกิดขึ้น ในระหว่างการรวมตัว อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากระดับพลังงานสูงไปยังระดับพลังงานต่ำและปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมา พลังงานนี้ถูกปล่อยออกมาในรูปของ โฟตอนทำให้เกิดแสงอินฟราเรดใกล้ที่มีความยาวคลื่นประมาณ 1100-1200 นาโนเมตร

กล้อง EL มืออาชีพจะจับแสงอินฟราเรดใกล้และสร้างภาพ EL

ควรสังเกตว่าทั้งอิเล็กตรอนและโฮลเป็นพาหะ การเคลื่อนที่ตามทิศทางของพวกมันสามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ว่าเป็นการไหลของกระแสไฟฟ้า

หมายเหตุเล็กน้อย: หลักการทำงานของการทดสอบ EL คล้ายกับหลักการทำงานของหลอด LED ดังนั้นเมื่อคำว่า การรวมตัวแบบแผ่รังสี ปรากฏขึ้น ไม่ได้หมายความว่าโมดูลแสงอาทิตย์ปล่อยรังสีที่เป็นอันตราย

ข้อได้เปรียบทางเทคนิค

เหตุใดข้อบกพร่องจึงปรากฏให้เห็นในภาพ EL

ในการถ่ายภาพ EL ข้อบกพร่องใดๆ ที่ส่งผลต่อการส่งผ่านกระแส หรือพูดให้ชัดเจนคือการส่งผ่านพาหะ อาจปรากฏให้เห็น หากอิเล็กตรอนหรือโฮลไม่สามารถผ่านบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้อย่างราบรื่น การรวมตัวแบบแผ่รังสีจะอ่อนลงหรือหยุดลงในบริเวณนั้น ส่งผลให้มีการปล่อยโฟตอนน้อยลง และบริเวณนั้นจะปรากฏเป็นสีเข้มในภาพ EL

• รอยแตกขนาดเล็ก: รอยแตกที่ซ่อนอยู่หมายถึงรอยแตกขนาดเล็กภายในเซลล์แสงอาทิตย์ที่มองเห็นได้ยากด้วยตาเปล่า แม้ภายนอกอาจมองไม่เห็น แต่สำหรับพาหะเช่นอิเล็กตรอนและโฮล รอยแตกเปรียบเสมือนสิ่งกีดขวาง การส่งผ่านพาหะถูกปิดกั้นที่ตำแหน่งนั้น ดังนั้นการรวมตัวแบบแผ่รังสีจึงไม่เกิดขึ้นตามปกติ หากไม่มีการปล่อยโฟตอน รอยแตกจะปรากฏเป็นเส้นสีดำในภาพ EL

• การบัดกรีอ่อน: การบัดกรีอ่อนมักปรากฏเป็นจุดดำหรือเส้นดำเฉพาะที่ในภาพ EL ข้อบกพร่องเหล่านี้มักกระจายตัวตามทิศทางของเส้นกริด และอาจปรากฏเป็นเส้นดำที่ไม่ต่อเนื่องหรือบริเวณดำเป็นจุด สาเหตุหลักคือริบบอนและเส้นกริดไม่ได้สร้างการเชื่อมต่อโลหะที่มีประสิทธิภาพ ทำให้ความต้านทานสัมผัสเพิ่มขึ้นอย่างมาก การส่งผ่านกระแสถูกปิดกั้นในบริเวณที่บัดกรีอ่อน ดังนั้นพาหะจึงไม่สามารถผ่านตำแหน่งนั้นเข้าสู่เซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความเข้มของการเรืองแสงลดลง เกิดเป็นบริเวณดำที่ชัดเจนเมื่อเทียบกับเซลล์ปกติที่อยู่ติดกัน

• เส้นกริดขาด: เส้นกริดขาดเกิดขึ้นเมื่อเส้นกริดด้านหน้าละเอียดของเซลล์แสงอาทิตย์ถูกขัดจังหวะหรือแยกออกจากพื้นผิวเซลล์ กระแสที่ฉีดจากบัสบาร์ไม่สามารถไปถึงบริเวณเส้นกริดละเอียดที่ขาด หรือกระแสบนเส้นกริดไม่สามารถเข้าสู่รอยต่อ PN ภายในเซลล์ได้ ในบริเวณนี้ ความหนาแน่นกระแสของรอยต่อ PN จะต่ำมากหรือเป็นศูนย์ ส่งผลให้มีการเปล่งแสงน้อยหรือไม่มีการเปล่งแสงเลย ทำให้เกิดความผิดปกติแบบเส้นกริดขาดในภาพ EL

การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์

บทบาทของการทดสอบ EL ในการควบคุมคุณภาพโมดูลแสงอาทิตย์

การทดสอบ EL ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตโมดูลแสงอาทิตย์ เนื่องจากช่วยให้วิศวกรฝ่ายผลิตมีวิธีตรวจสอบข้อบกพร่องระดับเซลล์โดยตรง การทดสอบนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษหลังจากกระบวนการทางกลหรือความร้อนที่สำคัญ ซึ่งเซลล์อาจได้รับความเค้นหรือความเสียหาย

จุดที่ใช้งานทั่วไปได้แก่:

• การตรวจสอบเซลล์ขาเข้า: เพื่อตรวจสอบว่าเซลล์แสงอาทิตย์มีรอยแตก ความแตกต่างของสี เส้นกริดขาด หรือประสิทธิภาพไม่สม่ำเสมอก่อนการประกอบโมดูล

• หลังการต่อสาย: เพื่อระบุรอยแตก การบัดกรีที่อ่อนแอ การเยื้องของริบบอน หรือการขาดของนิ้วที่เกิดระหว่าง แท็บเบอร์สตริงเกอร์ การทำงาน

• หลังการจัดวางและการเชื่อมต่อบัสบาร์: เพื่อยืนยันว่าสายเซลล์เชื่อมต่อถูกต้องและไม่มีข้อบกพร่องจากการเชื่อมก่อนการเคลือบ

• หลังการเคลือบ: เพื่อตรวจสอบว่าความร้อนและแรงดันทำให้เกิดรอยแตกใหม่หรือขยายข้อบกพร่องที่มีอยู่หรือไม่

• การตรวจสอบโมดูลขั้นสุดท้าย: เพื่อสนับสนุนการจัดเกรดคุณภาพร่วมกับการทดสอบ IV และการตรวจสอบด้วยสายตา

ในการผลิตจริง การทดสอบ EL และการทดสอบ IV ไม่สามารถทดแทนกันได้ การทดสอบ IV บอกผู้ผลิตว่าโมดูลมีกำลังไฟฟ้าผ่านเกณฑ์หรือไม่ การทดสอบ EL บอกผู้ผลิตว่าเหตุใดโมดูลจึงผิดปกติและตำแหน่งที่บกพร่องอยู่ที่ใด เมื่อใช้ทั้งสองร่วมกัน โรงงานสามารถสร้างระบบควบคุมคุณภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นได้

ติดต่อซื้อ

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติสำหรับผู้ผลิตโมดูล PV

การทดสอบ EL สามารถเปิดเผยรอยแตกขนาดเล็กที่ซ่อนอยู่ได้ เนื่องจากรอยแตกขัดขวางการเคลื่อนที่ของพาหะภายในเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อการส่งผ่านพาหะถูกขัดจังหวะ การรวมตัวแบบแผ่รังสีจะอ่อนลงหรือหายไปในบริเวณนั้น และภาพ EL จะแสดงเส้นมืดหรือพื้นที่มืด นี่คือเหตุผลที่การทดสอบ EL เป็นหนึ่งในวิธีการตรวจสอบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการระบุข้อบกพร่องภายในเซลล์ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

สำหรับโรงงานผลิตโมดูล PV คุณค่าของการทดสอบ EL ไม่ได้อยู่ที่การค้นหาโมดูลที่เสียเท่านั้น ที่สำคัญกว่านั้นคือช่วยติดตามข้อบกพร่องกลับไปยังขั้นตอนกระบวนการ เช่น การจัดการเซลล์ การเชื่อมสาย การบัดกรี การจัดวาง การเคลือบ และการประกอบขั้นสุดท้าย ทำให้การตรวจสอบ EL เป็นเครื่องมือสำคัญในการปรับปรุงอัตราผลผลิต ลดข้อร้องเรียนจากลูกค้า และรักษาเสถียรภาพคุณภาพของโมดูล

มุมมองของ Ooitech

ในฐานะซัพพลายเออร์อุปกรณ์ที่มุ่งเน้นสายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ Ooitech มองการทดสอบ EL ว่าเป็นมากกว่าสถานีตรวจสอบทั่วไป คุณค่าที่แท้จริงคือการป้อนกลับกระบวนการ: หากไมโครแคร็กปรากฏบ่อยครั้งหลังการเชื่อมต่อสตริงหรือการลามิเนต โรงงานไม่ควรเพียงแค่ปฏิเสธโมดูลที่บกพร่อง แต่ควรทบทวนความเครียดจากการจัดการ อุณหภูมิการบัดกรี ความตึงของริบบอน และพารามิเตอร์การลามิเนต สำหรับโมดูล MBB สมัยใหม่ TOPCon, และเซลล์ขนาดใหญ่ กลยุทธ์การตรวจสอบ EL ที่วางตำแหน่งอย่างเหมาะสมสามารถลดความเสี่ยงด้านคุณภาพที่ซ่อนอยู่ก่อนการจัดส่งได้อย่างมาก