Tại sao việc cấp điện cho tấm pin mặt trời lại phát hiện ra các vết nứt ẩn trong tế bào?

Trước khi rời nhà máy, các tấm pin mặt trời phải trải qua hai lần kiểm tra chất lượng chính. Một là kiểm tra trực quan đơn giản. Cái còn lại là thứ chúng ta đang nói đến hôm nay: bài kiểm tra khi cấp điện. Tên kỹ thuật của nó là kiểm tra EL. EL là viết tắt của Electroluminescence (Điện phát quang).

1. Khoa học đằng sau kiểm tra EL

Một tế bào quang điện silicon tinh thể về cơ bản là một chất bán dẫn tiếp giáp PN. Nó có đặc tính quang điện hai chiều. Trong sử dụng hàng ngày, ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin, kích hoạt hiệu ứng quang điện và biến năng lượng ánh sáng thành điện năng.

Kiểm tra EL đảo ngược quá trình vật lý này. Một nguồn điện bên ngoài áp dòng điện một chiều thuận vào mô-đun. Điều này bơm electron và lỗ trống vào tế bào. Các hạt mang điện này tái hợp tại tiếp giáp PN và giải phóng năng lượng dưới dạng photon, tạo ra hiệu ứng điện phát quang.

Đây là điểm mấu chốt. Khi tế bào silicon được cấp điện, ánh sáng nó phát ra là gần hồng ngoại, với bước sóng khoảng 1100-1150nm. Dải bước sóng cụ thể này hoàn toàn nằm ngoài khả năng nhìn của con người. Chúng ta không thể cảm nhận được ánh sáng này chút nào. Ngay cả khi mô-đun được cấp điện đầy đủ và phát sáng, nó trông chỉ như một tấm kính thông thường trước mắt thường. Bạn sẽ không thấy bất kỳ mẫu sáng hay tối nào.

Đó là lý do tại sao chỉ cấp điện thôi là chưa đủ. Chúng ta phải dựa vào các camera chụp ảnh hồng ngoại chuyên dụng. Thiết bị EL sử dụng camera CMOS hoặc CCD nhạy với gần hồng ngoại kết hợp với bộ lọc IR. Chúng chụp phơi sáng lâu trong môi trường tối hoàn toàn. Thiết lập này chuyển đổi các tín hiệu hồng ngoại vô hình thành hình ảnh đen trắng rõ ràng trên màn hình.

2. Tại sao chúng ta cần kiểm tra EL?

Hãy nghĩ về nó như một cuộc chụp CT cho tấm pin mặt trời. Các khuyết tật bạn không thể nhìn thấy từ bên ngoài trở nên rõ ràng qua kiểm tra EL. Hãy xem xét một vài khuyết tật EL phổ biến: vết nứt vi mô, mối hàn nguội và đường dẫn điện bị đứt.

Vết nứt vi mô:Đây là các vết nứt vi mô trong thân silicon gây ra bởi ứng suất cơ học. Tế bào chưa hoàn toàn tách rời, vì vậy bề mặt trông vẫn ổn. Nhưng mạng tinh thể đã bị nứt. Vì đây là hư hỏng thực tế trên nền silicon, camera EL dễ dàng phát hiện. Trong ảnh EL, vết nứt vi mô hiển thị dưới dạng một đường đen rõ rệt.

Hàn Nguội:Điều này xảy ra khi không hình thành được tiếp xúc hợp kim tốt giữa dải hàn và thanh cái chính của tế bào. Chúng tiếp xúc cơ học, nhưng kết nối điện lại yếu. Trong ảnh EL, hàn nguội xuất hiện dưới dạng các đốm đen hoặc đường đen cục bộ. Bạn thường thấy chúng chạy dọc theo các đường lưới, hiển thị dưới dạng các đường đen đứt đoạn, không đều hoặc các mảng chấm.

Đường Lưới Bị Đứt:Đôi khi các đường lưới bạc mảnh trên tế bào bị đứt. Khi điều này xảy ra, đường thu dòng điện bị cắt đứt. Đây gần như luôn là lỗi nguyên liệu thô. Bạn có thể phát hiện trong ảnh EL dưới dạng các vùng đen hoặc tối chạy vuông góc với thanh cái chính.

Khoảng 15 năm trước, người mua hiếm khi yêu cầu kiểm tra EL. Ngày nay, đây là điều bắt buộc tuyệt đối cho các lô hàng tấm pin, được kiểm tra 100% công suất trên dây chuyền. Các vấn đề như vết nứt vi mô, hàn nguội và đứt đường lưới sẽ làm giảm nghiêm trọng công suất đầu ra của mô-đun và phá hủy độ tin cậy lâu dài của nó.

Quan điểm của Ooitech

Phần cứng kiểm soát chất lượng đã phát triển vượt bậc để theo kịp các kiến trúc tế bào hiệu suất cao hiện đại như TOPCon và HJT. Đưa tấm pin qua máy kiểm tra EL không chỉ để phát hiện lỗi nữa; mà còn để tinh chỉnh các thông số của máy hàn tabber stringer và máy cán màng ở thượng nguồn theo thời gian thực. Năng suất nhà máy tăng đáng kể khi dữ liệu EL được phản hồi trực tiếp vào hệ thống điều khiển chính của dây chuyền sản xuất để ngăn chặn các vấn đề ứng suất cơ học lặp lại.