Pourquoi l'électrification d'un panneau solaire révèle-t-elle des fissures cachées dans les cellules ?

Avant de quitter l'usine, les panneaux solaires subissent deux contrôles qualité majeurs. L'un est une simple inspection visuelle. L'autre est ce dont nous parlons aujourd'hui : le test de mise sous tension. Le nom technique de ce test est le test EL. EL signifie électroluminescence.

1. La science derrière le test EL

Une cellule solaire en silicium cristallin est essentiellement un semi-conducteur à jonction PN. Elle possède des propriétés photoélectriques bidirectionnelles. Dans notre usage quotidien, la lumière du soleil frappe le panneau, déclenche l'effet photovoltaïque et transforme l'énergie lumineuse en électricité.

Le test EL inverse ce processus physique. Une source d'alimentation externe applique un courant continu direct au module. Cela injecte des électrons et des trous dans la cellule. Ces porteurs de charge se recombinent à la jonction PN et libèrent de l'énergie sous forme de photons, créant l'effet d'électroluminescence.

Voici le problème. Lorsque la cellule en silicium est alimentée, la lumière qu'elle émet est proche de l'infrarouge, avec une longueur d'onde d'environ 1100-1150 nm. Cette bande spécifique se situe complètement en dehors de la vision humaine. Nous ne pouvons pas percevoir cette lumière du tout. Même si le module est entièrement alimenté et lumineux, il ressemble simplement à un morceau de verre ordinaire à l'œil nu. Vous ne verrez aucun motif clair ou sombre.

C'est pourquoi appliquer simplement de l'énergie ne suffit pas du tout. Nous devons nous fier à des caméras d'imagerie infrarouge spécialisées. L'équipement EL utilise des caméras CMOS ou CCD sensibles au proche infrarouge associées à des filtres IR. Elles prennent des photos à longue exposition dans un environnement complètement sombre. Cette configuration convertit les signaux infrarouges invisibles en images noir et blanc claires sur un moniteur.

2. Pourquoi avons-nous besoin du test EL ?

Considérez-le comme un scanner pour panneaux solaires. Les défauts que vous ne pouvez pas repérer de l'extérieur deviennent parfaitement clairs grâce à un test EL. Examinons quelques défauts EL courants : les micro-fissures, les soudures froides et les lignes de grille cassées.

Micro-fissures :Ce sont des microfissures dans le corps en silicium causées par un stress mécanique. La cellule ne s'est pas complètement brisée, donc la surface semble intacte. Mais le réseau cristallin est déjà fissuré. Comme il s'agit de dommages réels à la base en silicium, la caméra EL les détecte facilement. Dans une image EL, une microfissure apparaît comme une ligne noire distincte.

Soudure froide :Cela se produit lorsqu'un bon contact d'alliage ne se forme pas entre le ruban de soudure et le busbar principal de la cellule. Ils se touchent mécaniquement, mais la connexion électrique est faible. Dans les images EL, la soudure froide apparaît comme des taches sombres locales ou des lignes sombres. Vous les verrez généralement le long des lignes de grille, apparaissant comme des lignes noires irrégulières et brisées ou des zones pointillées.

Lignes de grille cassées :Parfois, les fines lignes de grille en argent sur la cellule se cassent. Lorsque cela se produit, le chemin de collecte du courant est coupé. C'est presque toujours un défaut de matière première. Vous pouvez le repérer dans un scan EL comme des zones noires ou sombres perpendiculaires au busbar principal.

Il y a environ 15 ans, les acheteurs demandaient rarement des inspections EL. Aujourd'hui, c'est un incontournable absolu pour les expéditions de panneaux, testé à 100% de capacité sur la ligne. Des choses comme les microfissures, les soudures froides et les grilles cassées peuvent sérieusement réduire la puissance de sortie d'un module et ruiner sa fiabilité à long terme.

Point de vue d'Ooitech

L'équipement de contrôle qualité a considérablement évolué pour suivre le rythme des architectures de cellules à haute efficacité modernes comme TOPCon et HJT. Faire passer les panneaux à travers les testeurs EL ne consiste plus seulement à détecter les défauts ; il s'agit d'ajuster en temps réel les paramètres du tabber stringer et du laminator en amont. Les rendements d'usine augmentent considérablement lorsque les données EL sont directement réinjectées dans le système de contrôle principal de la ligne de production pour prévenir les problèmes de stress mécanique répétés.