सौर कोशिकाओं में फिंगर इंटरप्शन — EL परीक्षण

त्वरित उत्तर: इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस परीक्षण और IV परीक्षण सौर मॉड्यूल लाइन पर अलग-अलग प्रश्नों का उत्तर देते हैं। IV परीक्षण मापता है कि एक मॉड्यूल कितनी बिजली उत्पन्न करता है; EL परीक्षण दिखाता है कि इसके अंदर करंट कहाँ प्रवाहित नहीं हो रहा है। एक फिंगर इंटरप्शन — एक कोशिका से करंट एकत्र करने वाली पतली धातुकरण रेखा में एक विराम — बिजली माप के लिए अदृश्य होता है यदि हानि छोटी हो, लेकिन यह EL छवि में एक गहरी रेखा के रूप में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, क्योंकि कैमरा मॉड्यूल के स्वयं के उत्सर्जन को लगभग 1200 nm तरंगदैर्ध्य पर इमेज करता है। यह अंतर सुधारात्मक कार्रवाई के लिए मायने रखता है: एक IV परिणाम आपको बताता है कि एक मॉड्यूल कम प्रदर्शन कर रहा है, जबकि एक EL छवि आपको बताती है कि किस प्रक्रिया चरण ने इसे कारण बनाया, चाहे वह स्क्रीन प्रिंटिंग हो, फायरिंग हो, या धातुकरण के बाद हैंडलिंग क्षति हो। दोनों गेट्स को इनलाइन चलाना ही एक दोष को बैच के बजाय एक स्टेशन तक ट्रेस करने योग्य बनाता है।

PV मॉड्यूल निर्माण · Jerry, Ooitech द्वारा

उत्पाद परिचय

सौर मॉड्यूल निर्माण में EL परीक्षण और IV परीक्षण

सौर पैनल उत्पादन लाइन में, दो निरीक्षण चरण विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं: EL परीक्षण और IV परीक्षण. IV परीक्षण आमतौर पर अंतिम प्रदर्शन निरीक्षण के रूप में उपयोग किया जाता है। यह पुष्टि करता है कि शिपमेंट से पहले तैयार PV मॉड्यूल आवश्यक आउटपुट पावर को पूरा करता है।

हालांकि, IV परीक्षण पूरे मॉड्यूल के विद्युत प्रदर्शन को मापता है। यह एकल सौर कोशिका में दोषों को सटीक रूप से स्थानीकृत नहीं कर सकता, जैसे छिपी सूक्ष्म दरारें, टूटी उंगलियां, खराब सोल्डरिंग, या स्थानीय संदूषण। यहीं पर EL इमेजिंग बहुत उपयोगी हो जाती है। EL परीक्षण अदृश्य आंतरिक समस्याओं को दृश्यमान बनाता है, जिससे उत्पादन टीमों को मॉड्यूल ग्राहक तक पहुंचने से पहले दोषों की पहचान करने में मदद मिलती है।

EL परीक्षण मुख्य रूप से PV मॉड्यूल के अंदर कोशिकाओं के गुणात्मक स्थान विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। यह सूक्ष्म दरारें, टूटी कोशिकाएं, बाधित ग्रिड लाइनें, कमजोर सोल्डरिंग, डीसोल्डरिंग, गंदगी संदूषण, खराब सिंटरिंग, और असमान कोशिका दक्षता का पता लगाने में मदद कर सकता है।

तकनीकी पैरामीटर

EL इमेजिंग का मूल तकनीकी तर्क

EL परीक्षण का संचालन सिद्धांत सौर कोशिका के कार्य सिद्धांत से निकटता से संबंधित है। एक क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिका मुख्य रूप से P-प्रकार और N-प्रकार अर्धचालक सामग्रियों से बनी होती है। जब P-प्रकार और N-प्रकार क्षेत्र एक PN जंक्शनबनाते हैं, तो संपर्क इंटरफेस पर एक आंतरिक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है।

सूर्य के प्रकाश के तहत, फोटॉन ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड़े को उत्तेजित करती है। इलेक्ट्रॉन N क्षेत्र की ओर प्रेरित होते हैं, जबकि छिद्र P क्षेत्र की ओर प्रेरित होते हैं। यह आवेश पृथक्करण धारा बनाता है, जो सौर कोशिका का मूल बिजली उत्पादन सिद्धांत है।

लेकिन क्या होता है यदि हम इस प्रक्रिया को उलट दें?

ईएल परीक्षण के दौरान, परीक्षक की जांच पीवी मॉड्यूल के सकारात्मक और नकारात्मक बसबारों से संपर्क करती है। फिर, मॉड्यूल पर एक बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है। यह वोल्टेज बसबारों के माध्यम से संचालित होता है, रिबन में स्थानांतरित होता है, फिर सेल की सतह पर चांदी के इलेक्ट्रोड तक पहुंचाया जाता है। वहां से, करंट सेल के अंदर पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक क्षेत्रों में प्रवेश करता है।

जैसे ही इलेक्ट्रॉन और छेद दिशात्मक रूप से चलते हैं, वे एक करंट लूप बनाते हैं। जब ये वाहक पीएन जंक्शन क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, जिसे अवक्षय क्षेत्र भी कहा जाता है, विकिरणी पुनर्संयोजन होता है। पुनर्संयोजन के दौरान, इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न ऊर्जा स्तर की ओर जाते हैं और अतिरिक्त ऊर्जा छोड़ते हैं। यह ऊर्जा फोटॉनके रूप में उत्सर्जित होती है, जिससे लगभग 1100-1200 एनएम तरंग दैर्ध्य के साथ निकट-अवरक्त प्रकाश उत्पन्न होता है।

एक पेशेवर ईएल कैमरा इस निकट-अवरक्त प्रकाश को कैप्चर करता है और ईएल छवि उत्पन्न करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इलेक्ट्रॉन और छेद दोनों वाहक हैं। उनकी दिशात्मक गति को सरलता से करंट प्रवाह के रूप में समझा जा सकता है।

एक छोटा नोट: ईएल परीक्षण का कार्य सिद्धांत एलईडी लैंप के कार्य सिद्धांत के समान है। इसलिए, जब शब्द विकिरणी पुनर्संयोजन प्रकट होता है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि सौर मॉड्यूल हानिकारक विकिरण उत्पन्न करते हैं।

तकनीकी लाभ

ईएल छवियों में दोष दृश्यमान क्यों हो जाते हैं

EL इमेजिंग में, कोई भी दोष जो करंट ट्रांसमिशन, या अधिक सटीक रूप से कैरियर ट्रांसमिशन को प्रभावित करता है, दिखाई दे सकता है। यदि इलेक्ट्रॉन या होल किसी निश्चित क्षेत्र से आसानी से नहीं गुजर सकते हैं, तो उस क्षेत्र में रेडिएटिव रिकॉम्बिनेशन कमजोर हो जाएगा या बंद हो जाएगा। परिणामस्वरूप, कम फोटॉन उत्सर्जित होते हैं, और क्षेत्र EL छवि में गहरा दिखाई देता है।

• माइक्रो-क्रैक: छिपी हुई दरार सौर सेल के अंदर एक छोटी सी दरार को संदर्भित करती है जिसे नग्न आंखों से देखना मुश्किल है। हालांकि यह बाहर से अदृश्य लग सकती है, इलेक्ट्रॉनों और होल जैसे कैरियर के लिए, दरार एक बाधा की तरह है। उस स्थान पर कैरियर ट्रांसमिशन अवरुद्ध हो जाता है, इसलिए रेडिएटिव रिकॉम्बिनेशन सामान्य रूप से नहीं होता है। फोटॉन उत्सर्जन के बिना, दरार EL छवि में एक काली रेखा के रूप में दिखाई देती है।

• कमजोर सोल्डरिंग: कमजोर सोल्डरिंग आमतौर पर EL छवियों में स्थानीय गहरे धब्बे या गहरी रेखाओं के रूप में दिखाई देती है। ये दोष अक्सर ग्रिड लाइन दिशा के साथ वितरित होते हैं और अनियमित, असंतत काली रेखाओं या बिंदीदार गहरे क्षेत्रों के रूप में दिखाई दे सकते हैं। मुख्य कारण यह है कि रिबन और ग्रिड लाइन एक प्रभावी धातु कनेक्शन नहीं बनाते हैं। यह संपर्क प्रतिरोध को बहुत बढ़ाता है। कमजोर सोल्डरिंग क्षेत्र में करंट ट्रांसमिशन अवरुद्ध हो जाता है, इसलिए कैरियर उस स्थान से कुशलता से सेल में नहीं गुजर सकते हैं। चमकदार तीव्रता कम हो जाती है, जिससे आसन्न सामान्य कोशिकाओं की तुलना में एक स्पष्ट गहरा क्षेत्र बनता है।

• टूटी हुई उंगलियां: टूटी हुई उंगलियां तब होती हैं जब सौर सेल की बारीक सामने की ग्रिड लाइनें बाधित हो जाती हैं या सेल की सतह से अलग हो जाती हैं। बसबार से इंजेक्ट किया गया करंट डिस्कनेक्टेड फाइन-ग्रिड क्षेत्र तक नहीं पहुंच सकता है, या उंगली पर करंट सेल के अंदर PN जंक्शन में प्रवेश नहीं कर सकता है। इस क्षेत्र में, PN जंक्शन करंट घनत्व बहुत कम या शून्य हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर उत्सर्जन या कोई उत्सर्जन नहीं होता है। यह EL छवियों में एक विशिष्ट टूटी-उंगली असामान्यता बनाता है।

उत्पाद अनुप्रयोग

सौर मॉड्यूल गुणवत्ता नियंत्रण में EL परीक्षण की भूमिका

EL परीक्षण सौर मॉड्यूल निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि यह उत्पादन इंजीनियरों को सेल-स्तरीय दोषों का निरीक्षण करने का सीधा तरीका देता है। यह प्रमुख यांत्रिक या थर्मल प्रक्रियाओं के बाद विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां कोशिकाओं पर तनाव या क्षति हो सकती है।

सामान्य अनुप्रयोग बिंदुओं में शामिल हैं:

• इनकमिंग सेल निरीक्षण: मॉड्यूल असेंबली से पहले यह जांचने के लिए कि सौर कोशिकाओं में पहले से दरारें, रंग अंतर, टूटी ग्रिड लाइनें, या असमान दक्षता तो नहीं है।

• स्ट्रिंगिंग के बाद: दरारें, कमजोर सोल्डरिंग, रिबन ऑफसेट, या फिंगर इंटरप्शन की पहचान करने के लिए जो टैबर स्ट्रिंगर ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न होते हैं।

• लेअप और बसिंग के बाद: यह पुष्टि करने के लिए कि स्ट्रिंग्स सही ढंग से जुड़ी हैं और लेमिनेशन से पहले वेल्डिंग दोष दिखाई देते हैं या नहीं।

• लेमिनेशन के बाद: यह निरीक्षण करने के लिए कि थर्मल दबाव ने नई दरारें पैदा की हैं या मौजूदा दोषों को बढ़ाया है।

• अंतिम मॉड्यूल निरीक्षण: IV परीक्षण और दृश्य निरीक्षण के साथ गुणवत्ता ग्रेडिंग का समर्थन करने के लिए।

व्यावहारिक उत्पादन में, EL परीक्षण और IV परीक्षण एक दूसरे के विकल्प नहीं हैं। IV परीक्षण निर्माता को बताता है कि मॉड्यूल की शक्ति योग्य है या नहीं। EL परीक्षण निर्माता को बताता है कि मॉड्यूल असामान्य क्यों हो सकता है और दोष कहाँ स्थित है। जब दोनों का एक साथ उपयोग किया जाता है, तो कारखाना अधिक पूर्ण गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली बना सकता है।

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PV मॉड्यूल निर्माताओं के लिए व्यावहारिक निष्कर्ष

EL परीक्षण छिपी हुई माइक्रो-दरारों को प्रकट कर सकता है क्योंकि दरार सौर सेल के अंदर वाहक गति को अवरुद्ध करती है। एक बार वाहक संचरण बाधित होने पर, उस क्षेत्र में विकिरणीय पुनर्संयोजन कमजोर या गायब हो जाता है, और EL छवि एक गहरी रेखा या गहरा क्षेत्र दिखाती है। यही कारण है कि EL परीक्षण आंतरिक सेल दोषों की पहचान करने के लिए सबसे प्रभावी निरीक्षण विधियों में से एक है जो नग्न आंखों से नहीं देखे जा सकते।

PV मॉड्यूल कारखानों के लिए, EL परीक्षण का मूल्य केवल खराब मॉड्यूल खोजना नहीं है। अधिक महत्वपूर्ण बात, यह सेल हैंडलिंग, स्ट्रिंगिंग, सोल्डरिंग, लेअप, लेमिनेशन और अंतिम असेंबली जैसी प्रक्रिया चरणों में दोषों का पता लगाने में मदद करता है। यह EL निरीक्षण को उपज में सुधार, ग्राहक शिकायतों को कम करने और मॉड्यूल गुणवत्ता को स्थिर करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बनाता है।

Ooitech का दृष्टिकोण

सोलर पैनल प्रोडक्शन लाइनों पर केंद्रित एक उपकरण आपूर्तिकर्ता के रूप में, Ooitech EL परीक्षण को एक साधारण निरीक्षण स्टेशन से अधिक मानता है। असली मूल्य प्रक्रिया प्रतिक्रिया है: यदि स्ट्रिंगिंग या लैमिनेशन के बाद माइक्रो-क्रैक अक्सर दिखाई देते हैं, तो फैक्ट्री को न केवल दोषपूर्ण मॉड्यूल को अस्वीकार करना चाहिए, बल्कि हैंडलिंग तनाव, सोल्डरिंग तापमान, रिबन टेंशन, और लैमिनेशन पैरामीटर की भी समीक्षा करनी चाहिए। आधुनिक MBB, TOPCon, और बड़े आकार के सेल मॉड्यूल के लिए, एक अच्छी तरह से स्थित EL निरीक्षण रणनीति शिपमेंट से पहले छिपे हुए गुणवत्ता जोखिमों को बहुत कम कर सकती है।