Pourquoi électrifier un panneau solaire révèle-t-il des cellules cachées

Réponse rapide : Électrifier un panneau solaire et photographier sa propre émission révèle des défauts qu'aucune inspection visuelle ne peut détecter. Dans le test d'électroluminescence, un courant est injecté dans le module afin que les cellules émettent une lumière infrarouge, et une caméra image cette émission à des longueurs d'onde autour de 1150 nm. Une fissure, une interruption de doigt ou une jointure soudée avec un mauvais contact apparaît comme une caractéristique sombre car moins de courant y circule et moins de lumière est émise. La raison pour laquelle cela importe est que ces défauts sont invisibles à l'œil et souvent à peine visibles dans une mesure de puissance : un module avec une cellule fissurée peut encore produire proche de sa puissance nominale tout en portant un défaut qui va s'aggraver. C'est pourquoi le test EL accompagne le test flash plutôt que de le remplacer — l'un mesure la sortie, l'autre trouve où la sortie se cache.

Fabrication de modules PV · par Jerry, Ooitech

Avant de quitter l'usine, les panneaux solaires passent par deux contrôles qualité majeurs. L'un est une simple inspection visuelle. L'autre est celui dont nous parlons aujourd'hui : le test 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

Le matériel de contrôle qualité a considérablement évolué pour suivre le rythme des architectures de cellules modernes à haut rendement comme TOPCon et HJT. Faire passer les panneaux dans des testeurs EL ne sert plus seulement à détecter les défauts ; il s'agit désormais d'ajuster finement les paramètres tabber stringer et laminatrice en amont en temps réel. Les rendements d'usine augmentent considérablement lorsque les données EL sont directement renvoyées vers le système de contrôle principal de la ligne de production afin de prévenir les problèmes répétés de contraintes mécaniques.