Le détecteur d'électroluminescence (EL) pour panneaux photovoltaïques est un instrument utilisé pour détecter les panneaux photovoltaïques (panneaux solaires). Il repose sur le principe d'électroluminescence du silicium cristallin. L'électroluminescence est un phénomène où une tension appliquée accélère le mouvement des porteurs de charge dans un matériau semi-conducteur sous l'action d'un champ électrique, convertissant une partie de l'énergie cinétique en énergie rayonnante. Le détecteur EL pour panneaux photovoltaïques exploite ce principe pour capturer l'image du silicium cristallin dans le proche infrarouge grâce à une caméra infrarouge haute résolution et obtenir ainsi l'image de la cellule.
La fonction principale du détecteur EL pour panneaux photovoltaïques est de détecter avec précision divers défauts, notamment les ruptures de grille, les fissures, les fragments, les soudures, les mailles frittées, les noyaux noircis, les défauts de type « letterbox », les mélanges, les puces à faible rendement, la gravure des bords, les défauts PID, l'atténuation, l'atténuation due aux points chauds, etc. Ces défauts peuvent affecter les performances et la qualité des panneaux photovoltaïques et, s'ils ne sont pas détectés et traités rapidement, nuire à l'efficacité et à la stabilité de l'ensemble du système de production d'énergie solaire.
Outre sa capacité à détecter avec précision les défauts des panneaux photovoltaïques, le détecteur EL pour panneaux PV présente d'autres avantages. Par exemple, il offre une précision et une efficacité élevées, et permet de localiser et de déterminer rapidement et précisément l'emplacement et le type de défauts. De plus, ce détecteur EL présente l'avantage d'être non destructif : il ne cause aucun dommage physique au panneau photovoltaïque testé et n'affecte pas ses performances.
Les images de test EL qualifiées sont les suivantes :
Voici quelques défauts courants des panneaux photovoltaïques :
La batterie est fissurée.
(1). Causes : le panneau de la batterie s'est fissuré en raison d'une force extérieure pendant le soudage ou le traitement ; à basse température, le panneau de la batterie n'a pas subi de traitement de préchauffage et, après une courte période à haute température, il est soudainement apparu en se dilatant, ce qui a entraîné une fissure ; la température de la batterie est trop élevée au moment du soudage unique ou du soudage en série.
(2). Effet du module : il provoque l'atténuation de la puissance du module, et l'effet de point chaud se produira lorsque le module fonctionne pendant une longue période, ce qui affectera directement les performances de la batterie jusqu'à ce que le module soit brûlé et mis au rebut.
(3). Mesures préventives : au cours du soudage ou du traitement pour éviter l'impact de forces extérieures sur la plaque de batterie, au cours du soudage simple ou en tandem de la plaque de batterie pour le traitement de préchauffage, la température de fonctionnement du fer électrique doit répondre aux exigences techniques du processus de production.
Porte brisée
(1) Caractéristiques d'imagerie EL : sur l'image EL, des lignes verticales apparaissent entre les deux lignes de la grille, ainsi que des lignes sombres le long de la ligne principale de la grille de la cellule. Par ailleurs, la faible intensité lumineuse, voire l'absence de luminescence, au niveau de la grille mince est principalement due à des cellules non connectées.
(2) Causes : la principale cause de détérioration des grilles est la rupture et la perte de la fine grille, empêchant ainsi la formation d’une boucle entre la ligne de grille principale et la fine grille. Parallèlement, une soudure non standardisée de la grille ou une impression défectueuse du circuit imprimé de la batterie, une sérigraphie de mauvaise qualité ou des paramètres mal définis, une découpe irrégulière du silicium et d’autres défauts peuvent également être en cause.
(3). Effet du module : tout en réduisant l'efficacité du module photovoltaïque, il n'est pas bon pour collecter le courant.
(4). Mesures préventives : le réglage raisonnable des paramètres d'impression sérigraphique, la combinaison des matériaux d'écran, l'établissement de procédures d'exploitation standard pour l'écran, la surveillance en temps réel RS peuvent réduire considérablement la casse des portes d'impression sérigraphique, et peuvent en même temps être équipés d'une machine de tri automatique pour la surveillance en ligne.
Une puce noire
(1) Caractéristiques de l'imagerie EL : une image EL présente des cercles concentriques dont la luminosité augmente progressivement du centre vers le bord de la cellule. Certaines parties de la batterie sont noires et l'image apparaît faiblement lumineuse, voire non lumineuse. Ceci forme une zone dense composite ; en cas de charge, le centre de la batterie apparaît noir.
(2) Lors de la cristallisation des barres de silicium, le coefficient de ségrégation élevé est directement lié à la solubilité de l'oxygène. Le silicium se retrouve alors contaminé à des degrés divers, ce qui provoque le noircissement de certaines parties de la batterie. Parallèlement, la réduction du temps de solidification directionnelle entraîne une faible libération de chaleur latente et une faible homogénéité du gradient de température du bain fondu, ce qui accélère la croissance cristalline. La principale cause des défauts de dislocations internes est alors une contrainte thermique excessive.
(3). Impact sur les composants : après l'apparition de la puce noire dans le composant, le fonctionnement prolongé entraînera une défaillance thermique, lorsque la courbe caractéristique IV du composant testé apparaît en forme d'échelle, le fonctionnement prolongé entraînera une diminution de la puissance de sortie du composant.
(4). Mesures préventives : ajuster de manière raisonnable le coefficient de coagulation élevé et la solubilité de l'oxygène dans la tige de silicium pour éviter la pollution du matériau en silicium.
Puce noire en court-circuit (puce noire non en court-circuit)
(1). Caractéristiques d'imagerie EL : les modules photovoltaïques à un certain emplacement apparaîtront une ou plusieurs pièces de batterie entièrement noires.
(2) Causes : court-circuit entre les électrodes positive et négative, soudure inversée entre les électrodes positive et négative de la diode de la boîte de jonction, connexion défectueuse et soudure virtuelle entre les électrodes positive et négative, etc., utilisation de cellules de faible rendement mélangées, de plaquettes de silicium de mauvaise qualité ou de plaquettes de type N. L’absence de jonctions PN est également l’une des raisons pour lesquelles l’imagerie EL est complètement noire.
(3) Effet des composants : le coefficient de remplissage et la puissance de sortie du composant seront fortement affectés. La puissance de sortie de l’ensemble du module PV est réduite, de même que la puissance maximale de la courbe caractéristique I-V.
(4) Précautions : lors du soudage de la batterie, laisser de la soudure sur le bord afin d’éviter les soudures à basse température. Après la stratification de l’ensemble, vérifier la soudure de la diode du boîtier de jonction et l’absence d’anomalies de soudure sur le fil conducteur.
En résumé, le détecteur d'électroluminescence (EL) pour panneaux photovoltaïques est un outil de détection essentiel qui joue un rôle de plus en plus important dans les systèmes d'énergie solaire. Il permet non seulement d'améliorer le rendement de conversion photoélectrique, de réduire les coûts et de favoriser le développement des énergies renouvelables, mais aussi de garantir la stabilité et l'efficacité des systèmes de production d'énergie solaire.
