كاشف الإضاءة الكهربائية للوحة الكهروضوئية هو جهاز يُستخدم لكشف الألواح الكهروضوئية (الألواح الشمسية). يعتمد هذا الكاشف على مبدأ الإضاءة الكهربائية للسيليكون البلوري. الإضاءة الكهربائية ظاهرةٌ تُسرّع فيها الفولتية المطبقة حركة حاملات الشحنة في مجموعة من مواد أشباه الموصلات تحت تأثير مجال كهربائي، محولةً جزءًا من الطاقة الحركية إلى طاقة إشعاعية. يستخدم كاشف الإضاءة الكهربائية للوحة الكهروضوئية هذا المبدأ لالتقاط صورة الأشعة تحت الحمراء القريبة للسيليكون البلوري بواسطة كاميرا عالية الدقة تعمل بالأشعة تحت الحمراء، ومن ثم الحصول على صورة للخلية.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لكاشف الإضاءة الكهربائية للوحة الكهروضوئية في الكشف بدقة عن مختلف عيوب اللوحة، وتشمل هذه العيوب: كسر البوابة، والتشقق، والكسر، ولحام اللحام، والشبكة المتلبدة، واللب الأسود، وتشويه الحواف، والخلط، وانخفاض كفاءة الرقاقة، وتآكل الحواف، وظاهرة التدهور الناجم عن الجهد، والتوهين، وتوهين النقاط الساخنة، وغيرها. قد تؤثر هذه العيوب على أداء وجودة الألواح الكهروضوئية، وإذا لم يتم اكتشافها ومعالجتها في الوقت المناسب، فقد تؤثر سلبًا على كفاءة واستقرار نظام توليد الطاقة الشمسية بأكمله.
إضافةً إلى قدرته على الكشف الدقيق عن عيوب الألواح الكهروضوئية، يتمتع كاشف الإضاءة الكهربائية (EL) بمزايا أخرى. فهو يتميز بدقة وكفاءة عاليتين، ويستطيع تحديد موقع ونوع العيوب بسرعة ودقة. كما يتميز هذا الكاشف بميزة الاختبار غير المتلف، حيث لا يُلحق أي ضرر مادي باللوحة الكهروضوئية قيد الاختبار، ولا يؤثر على أدائها.
فيما يلي صور اختبار EL المؤهلة:
فيما يلي بعض العيوب الشائعة في الألواح الكهروضوئية:
البطارية متصدعة
(1). الأسباب: تشقق لوحة البطارية نتيجة قوة خارجية أثناء اللحام أو المعالجة؛ في درجة حرارة منخفضة، لم تخضع لوحة البطارية لمعالجة التسخين المسبق، وبعد فترة قصيرة من درجة حرارة عالية، ظهر تمدد مفاجئ، مما أدى إلى التشقق؛ درجة حرارة البطارية مرتفعة للغاية في لحظة اللحام الفردي أو اللحام المتسلسل.
(2). تأثير الوحدة: يتسبب في انخفاض طاقة الوحدة، وسيحدث تأثير البقعة الساخنة عندما تعمل الوحدة لفترة طويلة، مما سيؤثر بشكل مباشر على أداء البطارية حتى تحترق الوحدة وتتلف.
(3). التدابير الوقائية: أثناء عملية اللحام أو المعالجة لتجنب تأثير القوى الخارجية على لوحة البطارية، وأثناء عملية اللحام الفردي أو المزدوج للوحة البطارية للمعالجة الحرارية المسبقة، يجب أن تتوافق درجة حرارة تشغيل المكواة الكهربائية مع المتطلبات الفنية لعملية الإنتاج.
البوابة المكسورة
(1) خصائص التصوير الكهربائي الضوئي: يظهر في صورة التصوير الكهربائي الضوئي خطوط عمودية بين خطي الشبكة، وخطوط داكنة على طول خط الشبكة الرئيسي للخلية. في الوقت نفسه، يُعزى ضعف شدة الضوء أو انعدام الإضاءة عند الشبكة الرقيقة بشكل أساسي إلى الخلايا غير المتصلة.
(2) الأسباب: السبب الرئيسي لتلف البوابة هو نقطة انكسار البوابة الدقيقة وفقدانها، مما يؤدي إلى عدم قدرة خط البوابة الرئيسية وخط البوابة الدقيقة على تشكيل حلقة. في الوقت نفسه، قد يكون السبب عدم توحيد لحام الشبكة أو طباعة لوحة البطارية، أو رداءة جودة طباعة الشاشة أو عدم ضبط معاييرها بشكل صحيح، أو عدم انتظام قطع السيليكون، أو وجود خلل.
(3). تأثير الوحدة: على الرغم من أنه يقلل من كفاءة الوحدة الكهروضوئية، إلا أنه ليس جيدًا لجمع التيار.
(4). التدابير الوقائية: يمكن أن يؤدي ضبط معلمات طباعة الشاشة بشكل معقول، وتجميع مواد الشاشة، ووضع إجراءات تشغيل قياسية للشاشة، والمراقبة في الوقت الفعلي، إلى تقليل كسر بوابة طباعة الشاشة بشكل كبير، وفي الوقت نفسه يمكن تجهيزها بآلة فرز آلية للمراقبة عبر الإنترنت.
رقاقة سوداء
(1) خصائص التصوير بتقنية الإضاءة الكهربائية: في صورة الإضاءة الكهربائية، يمكنك رؤية دوائر متحدة المركز تزداد سطوعًا تدريجيًا من المركز إلى حافة الخلية. جزء من البطارية يكون أسود اللون، وتظهر الصورة باهتة أو غير مضيئة. يشكل هذا منطقة كثيفة مركبة، وفي حالة الطاقة، يظهر مركز البطارية كمنطقة سوداء.
(2) في عملية تبلور قضبان السيليكون، يرتبط معامل الانفصال العالي لقضبان السيليكون ارتباطًا مباشرًا بذوبان الأكسجين، مما يؤدي إلى تلوث مادة السيليكون بدرجات متفاوتة، متسببًا في اسوداد جزء من البطارية. في الوقت نفسه، ونظرًا لتقصير زمن التصلب الاتجاهي، فإن إطلاق الحرارة الكامنة وتوافق تدرج درجة حرارة المصهور يكونان منخفضين، مما يؤدي إلى تسارع نمو البلورات، والسبب الرئيسي لعيوب الانخلاع الداخلي هو الإجهاد الحراري المفرط.
(3). تأثير المكون: بعد ظهور رقاقة سوداء في المكون، سيؤدي التشغيل لفترة طويلة إلى حدوث انهيار حراري، وعندما يظهر منحنى خصائص التيار-الجهد للمكون قيد الاختبار على شكل سلم، سيؤدي التشغيل لفترة طويلة إلى انخفاض طاقة خرج المكون.
(4). التدابير الوقائية: ضبط معامل التخثر الكبير وذوبان الأكسجين في قضيب السيليكون بشكل معقول لتجنب تلوث مادة السيليكون.
رقاقة سوداء ذات دائرة قصر (رقاقة سوداء بدون دائرة قصر)
(1). خصائص التصوير الكهربائي الضوئي: ستظهر وحدات الخلايا الكهروضوئية في موقع معين قطعة واحدة أو أكثر من البطارية السوداء بالكامل.
(2) الأسباب: قصر الدائرة بين الأقطاب الموجبة والسالبة، واللحام العكسي بين الأقطاب الموجبة والسالبة لثنائي صندوق التوصيل، والتوصيل الخاطئ واللحام الوهمي بين الأقطاب الموجبة والسالبة، وما إلى ذلك، ووحدات الخلايا المختلطة منخفضة الكفاءة، ورقائق السيليكون أو رقائق النوع N ذات الجودة الرديئة. كما يُعد غياب وصلات PN أحد أسباب ظهور صورة EL سوداء تمامًا.
(3) تأثير المكونات: سيتأثر معامل التعبئة وقدرة الخرج للمكون بشكل كبير. تنخفض قدرة الخرج للوحدة الكهروضوئية ككل، وتنخفض القدرة القصوى لمنحنى خصائص التيار-الجهد.
(4) احتياطات: عند لحام البطارية، يُترك جزء من اللحام على الحافة لتجنب حدوث وصلات لحام غير سليمة في درجات الحرارة المنخفضة. بعد تجميع المكونات، تحقق من لحام ثنائي صندوق التوصيل، ومن سلامة سلك التوصيل من اللحام غير الطبيعي.
باختصار، يُعدّ كاشف الإضاءة الكهربائية للوحة الكهروضوئية أداة كشف مهمة، ويلعب دورًا متزايد الأهمية في نظام الطاقة الشمسية. فهو لا يُحسّن كفاءة التحويل الكهروضوئي فحسب، بل يُقلّل التكلفة ويُعزّز تطوير الطاقة المتجددة، ويضمن أيضًا استقرار وكفاءة نظام توليد الطاقة الشمسية.
