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EL檢測儀如何快速、準(zhǔn)確檢測組件內(nèi)部的質(zhì)量缺陷
目前光伏電站客戶反應(yīng)，市場中存在質(zhì)量問題的光伏組件問題很多，暴露出來的質(zhì)量缺陷也是各有特點，大概缺陷有：常見的光伏組件缺陷有很多，包括隱裂、斷柵線、黑心片、黑斑片等材料缺陷;碎片、隱裂等電池缺陷;電池或組件制備工藝缺陷，例如斷柵片、暗片、黑片等;組件使用過程中的失效缺陷，例如二極管擊穿缺陷、PID缺陷等等……隨著光伏電站建設(shè)的噴涌發(fā)展，太陽能光伏組件作為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，其質(zhì)量的優(yōu)劣也直接決定了光伏電站發(fā)電情況的好壞。當(dāng)下，如何區(qū)分光伏組件質(zhì)量的好壞?EL檢測儀又是如何快速、準(zhǔn)確檢測表征組件內(nèi)部的質(zhì)量缺陷保障質(zhì)量無可挑剔?
針對這些缺陷，有什么相對應(yīng)的檢測工具呢：在光伏電站現(xiàn)場運維過程中，經(jīng)常會遇到支路電流異常的情況，當(dāng)我們排查完通訊故障、陰影遮擋、連接器損壞、組件玻璃碎裂等外部故障后，往往需要通過I-V及EL檢測儀檢測組件本身功率輸出情況和缺陷情況。EL檢測儀主要應(yīng)用在光伏組件生產(chǎn)過程中的質(zhì)量分析、質(zhì)量控制及光伏電站日常運維工作中，其優(yōu)點是測試方法簡單快捷、 缺陷表征直觀、設(shè)備價格便宜。通過EL檢測儀能夠快速、準(zhǔn)確地表征組件內(nèi)部缺陷，對控制組件質(zhì)量，保障電站的可靠運行具有重要意義。
EL檢測儀原理即電致發(fā)光(ElectroluminescenceEL)測試原理是根據(jù)半導(dǎo)體輻射復(fù)合釋放光子的特點，對組件施加正向電壓注入非 平衡載流子，并通過光子探測器接收非平衡載流子輻射復(fù)合釋放的光子，非平衡載流子濃度越高(正常區(qū)域)釋放的光子越多，EL顯示圖像越亮，非平衡載流子濃 度越低(缺陷區(qū)域)釋放的光子越少，EL圖像越暗，通過圖像明暗關(guān)系即可反應(yīng)組件內(nèi)部電池缺陷情況。示意圖如下：
那么EL檢測儀是如何快速、準(zhǔn)確檢測出這些質(zhì)量缺陷的？根據(jù)EL檢測儀原理可以知道，光伏組件中所有能引起內(nèi)部電池少子壽命降低的缺陷都通過EL圖像反應(yīng)，例如黑心片、黑斑片等材料缺陷，以及碎片、隱裂等電池缺陷。
黑心片 黑斑片
黑心片和黑斑片主要跟電池制備所用的硅材料有關(guān)，有黑心片和黑斑片的電池少子壽命較低，對組件輸出功率也會有影響。
電池碎片 電池隱裂
電池碎片和隱裂片一般由外力造成。其中碎片一般可由肉眼看到，對組件的功率輸出有較大影響;隱裂通過肉眼難以發(fā)現(xiàn)，對組件功率輸出有一定影響，容易形成熱斑，可發(fā)展為碎片。
另外通過EL圖像明暗關(guān)系還可以反映電池或組件制備工藝缺陷，例如斷柵片、暗片、黑片等。
電池斷柵
電池斷柵主要是由印刷不良或燒結(jié)時磨損造成，斷柵處不能有效收集電池載流子。
暗片
暗片一般是由于電池分選不當(dāng)，低效片混入正常片中，高檔次的電池片在組件工作過程中不能充分發(fā)揮其發(fā)電能力，從而造成浪費，甚至引起組件發(fā)熱。
黑片
組件中的黑片可能是由于焊接失效或電池片無功率造成，在使用過程中容易引起熱斑。
此外，通過EL測試還能表征組件使用過程中的失效缺陷，例如二極管擊穿缺陷、PID缺陷等。
旁路二極管擊穿EL圖
旁路二極管擊穿I-V曲線圖
當(dāng)發(fā)生二極管擊穿短路時，電流直接從二極管流過，該二極管對應(yīng)的電池EL圖像呈黑色。
PID缺陷
當(dāng)組件發(fā)生PID效應(yīng)時，鈉離子聚集在金屬邊框附近，呈強復(fù)合中心，EL圖像為黑色。
在組件封裝環(huán)節(jié)、到貨驗收及現(xiàn)場故障診斷等環(huán)節(jié)都需要用到EL檢測儀。其中在組件封裝過程中采用固定式EL測試設(shè)備，一般在層壓前后分別進行兩次EL檢測，確保組件出廠時無隱裂。
組件封裝工藝流程
組件封裝過程中采用固定式EL檢測儀，測試方法非常簡捷，主要測試步驟為：打開電源、電腦開關(guān) > 調(diào)節(jié)電流 > 放置組件并連接 > 關(guān)閉箱蓋 > 調(diào)節(jié)曝光時間 > 測試。
光伏電站現(xiàn)場主要采用便攜式EL檢測儀，在白天測試時需要搭建臨時暗室，傍晚夜晚可直接在室外測試。
便攜式EL測試裝置
便攜式EL檢測儀測試方法與室內(nèi)固定式EL測試基本相同，目前許多設(shè)備廠家采用無線傳輸，將拍攝的EL圖像直接傳送至平板電腦，利用平板顯示、觀察、保存圖像。
便攜式EL檢測儀測試方法：
1. 搭建臨時防紅外線暗室，安裝近紅外照相機。
2. 將組件和相機置于暗室，連接組件及電源線路。
3. 打開電源開關(guān)、開啟WiFi無線傳輸通過平板app拍照并查看保存。