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太陽光伏電池片測試分析

作者: 來源: 日期:2018-9-17 9:24:35 人氣:1211
近年來跟著光伏職業的迅猛發展,光伏組件質量操控環節中測驗手法的不斷增強,本來的外觀和電功能測驗現已遠遠不能滿意職業的需求。現在一種能夠測驗晶體矽太陽電池及組件潛在缺點的辦法為職業界廣泛選用,即el測驗。el是英文electroluminescence的簡稱,譯為電致發光或場致發光。現在el測驗技能現已被許多晶體矽太陽電池及組件出產廠家使用,用於晶體矽太陽電池及組件的製品查驗或在線產品質量操控。

  1.el測驗的原理

  在太陽電池中,少子的分散長度遠遠大於勢壘寬度,因此電子和空穴經過勢壘區時因複合而消失的幾率很小,持續向分散區別散。在正向偏置電壓下,p-n結勢壘區和分散區注入了少量載流子,這些非平衡少量載流子不斷與大都載流子複合而發光,這就是太陽電池電致發光的基本原理[1]。發光成像有用地使用了太陽電池間帶中激起電子載流子的輻射複合效應。在太陽能電池兩頭參加正向偏壓,其宣布的光子能夠被靈敏的ccd相機取得,即得到太陽電池的輻射複合散布圖畫。可是電致發光強度十分低,而且波長在近紅外區域,要求相機必須在900-1100nm具有很高的靈敏度和十分小的噪聲。

  el測驗的進程即晶體矽太陽電池外加正向偏置電壓,直流電源向晶體矽太陽電池注入很多非平衡載流子,太陽電池依托從分散區注入的很多非平衡載流子不斷地複合發光,放出光子,也就是光伏效應的逆進程;再使用ccd相機捕捉到這些光子,經過計算機進行處理後以圖畫的方式顯現出來,整個進程都在暗室中進行。

  el測驗的圖畫亮度與電池片的少子壽數(或少子分散長度)和電流密度成正比, 太陽電池中有缺點的當地,少子分散長度較低,然後顯現出來的圖畫亮度較暗。經過el測驗圖畫的剖析能夠明晰的發現太陽電池及組件存在的隱性缺點,這些缺點包含矽資料缺點、分散缺點、印刷缺點、燒結缺點以及組件封裝進程中的裂紋等。

  2.el測驗常見缺點及剖析

  2.1破片

  組件中的破片多出現在組件封裝進程的焊接和層壓工序,在el測驗圖中表現為電池片中有黑塊,因為電池片決裂後在電池片決裂部分沒有電流注入,然後導致該部分在el測驗中不發光。

  2.2隱裂

  晶體矽太陽電池所選用的矽資料本身易碎,因此在電池片出產和組件封裝進程中很簡單發生裂片。裂片分兩種一種是顯裂,另一種是隱裂。顯裂是肉眼能夠直接看到的,在組件出產進程中的分選工序就能夠剔除;而隱裂是肉眼無法直接看到的,並且在組件的製造進程中更簡單發生破片等問題。因為單晶矽的解離麵具有必定的規矩,經過el測驗圖能夠明晰地看到單晶矽電池片的隱裂紋一般是沿著電池片對角線方向的“x”狀圖形;多晶矽電池片因為晶界的影響有時很難區別是多晶矽的晶界仍是電池片中的隱裂紋。

  2.3斷柵

  電池片的斷柵主要是因為電池片本身柵線印刷不良或電池片不標準焊接形成的。從el測驗圖中表現為沿電池片主柵線的暗線,這是因為電池片的副柵線斷掉後,el測驗進程中從電池片主柵線上注入的電流在斷柵附近處的電流密度很小乃至沒有,然後導致電池片的斷柵處在發光強度較弱或不發光。

  2.4燒結缺點

  在電池片出產進程中,燒結工序工藝參數欠安或燒結設備存在缺點時,出產出來的電池片在el測驗進程中會顯現為大麵積的履帶印。實際出產中經過有針對性的工裝改造就能夠有用的消除履帶印的問題。例如選用頂針式履帶出產出來的電池片在el測驗圖隻能看到若幹個黑點而沒有大麵積的履帶印。

  2.5黑芯片

  黑芯片在el測驗圖中我們能夠明晰的看到從電池片中心到邊緣逐步變亮的同心圓,它們發生於矽資料出產階段,與矽棒製造進程中氧的溶解度和分凝係數大有關。此種資料缺點必然導致晶體矽電池片的少量載流子濃度下降,然後導致電池片中有此類缺點的部分在el測驗進程中表現為發光強度較弱或不發光。
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