光伏組件從生產到使用的各個環(huán)節(jié),都可能出現諸如斷柵、漏電、黑心片、缺角、裂片、虛焊、短路等電池片缺陷。這些缺陷用肉眼難以察覺,卻會嚴重影響組件性能,降低發(fā)電效率,甚至帶來安全隱患。基于EL 檢測的光伏組件測試儀能精準找出這些缺陷,有效控制產品質量,確保光伏電站穩(wěn)定高效運行,減少后期維護成本。
EL技術的檢測原理基于晶體硅太陽電池片。當給電池片施加正向偏置電壓,電源會向晶體硅電池注入大量非平衡載流子。這些載流子不斷復合發(fā)光,釋放出光子,且發(fā)出的是紅外光。接著,利用 CCD 相機捕捉光子,經計算機處理后形成圖像。不過,整個測試必須在暗室環(huán)境下完成。由于 EL 圖像亮度和電流密度成正比,所以有缺陷的部位在圖像中會呈現黑色或灰色,借此便能判斷缺陷原因。
檢測流程:
1,將光伏組件平穩(wěn)放置在平臺上,正確連接 EL 測試儀與組件。若在室外強光環(huán)境,需搭建防紅外暗室?guī)づ瘢皇覂葻o強光或夜晚時可直接進行后續(xù)操作。
2,測試儀向光伏組件施加適宜的正向電壓,促使組件產生電致發(fā)光現象。
3,依靠高靈敏度的 CCD 相機,捕捉組件發(fā)出的紅外光,從而生成 EL 圖像。
4,運用專業(yè)圖像處理軟件或人工智能算法,對 EL 圖像進行分析,識別缺陷類型、位置及嚴重程度,并輸出詳細檢測報告。
常見 EL 圖像異常類型
斷柵:這里的斷柵并非電池片柵線種類中的斷柵(那種會在主柵線兩側用少量銀漿連接主柵線和細柵線),而是主柵銀漿印刷存在斷點,致使電池片上細柵線與主柵線斷路,無法導電。在 EL 圖像上表現為垂直于主柵線的粗黑線,通常是電池片網版印刷異常所致,與焊接設備關系不大。
漏電:電池片印刷時,若硅片表面有劃傷或裂痕,正面銀漿印刷時漿料會沿縫隙滲入電池片 PN 結位置。通電時,該區(qū)域在 EL 圖像中呈現黑色,因焊帶導電,所以 EL 圖像上能看到焊帶。
黑心片:EL 圖像中的黑色部分是點缺陷聚集,源于硅棒生產時期。這種材料缺陷會降低硅的非平衡少數載流子濃度,進而減弱該區(qū)域 EL 發(fā)光強度。多晶硅 EL 圖像上常見的黑色 “花紋”,也是硅晶體位錯造成的。此問題一般由硅棒 / 硅錠生產時溫度把控不當引起,和焊接設備無關。
缺角:電池搬運或組件生產過程中,硅片因脆而易開裂。裂片處銀漿斷裂,無法導入電流,EL 圖像上呈現黑色。設備可能造成缺角的因素包括電池盒立柱問題、拍照臺磨損、后移動中位不當、H3 低位過低、焊帶折彎位置不合適、疊焊機機械臂抬片位不合適等。
爆炸裂:多出現于層壓后的組件,即終測 EL 時常見。通常是裝框機裝框力量過大或組件從高處掉落導致,前道 EL 很少出現。
層壓后正面縮進、背面縮進處隱裂:對于密柵組件,當 EVA 克重低于 560g/㎡,或者正面、背面縮進處焊帶過短,都可能引發(fā)這種隱裂。
虛焊:在 EL 圖像上呈現灰色陰影,容易和電池片位錯圖形混淆。
單片短路:分為正面短路和背面短路。正面短路需檢查 H1 手夾鉗及導向蓋板內助焊劑結晶情況;背面短路要查看壓具是否壓住焊帶,或焊接后焊帶是否因未及時冷卻出現滑條現象。此時該電池片在 EL 圖像中呈黑色,無法顯示。
串短路:在圖像上表現為兩串電池串完全消失,呈現黑色。一般是匯流帶搭接導致,需檢查疊焊機匯流帶長度以及 EPE 小條是否將長帶短帶完全隔離開。
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