EL परीक्षण सौर कोशिकाओं में छिपी सूक्ष्म दरारों को कैसे उजागर कर सकता है
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 सामान्यतः 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 सेल में दोषों, जैसे छिपी माइक्रो-क्रैक, टूटी फिंगर, खराब सोल्डरिंग, या स्थानीय संदूषण को सटीक रूप से स्थानांकित नहीं कर सकता। यहीं पर EL इमेजिंग बहुत उपयोगी हो जाती है। EL परीक्षण अदृश्य आंतरिक समस्याओं को दृश्यमान बनाता है, जिससे उत्पादन टीमें मॉड्यूल ग्राहक तक पहुंचने से पहले दोषों की पहचान कर सकती हैं।
EL परीक्षण मुख्य रूप से गुणात्मक स्थान विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है PV मॉड्यूल के अंदर कोशिकाओं का। यह माइक्रो-क्रैक, टूटी कोशिकाएं, बाधित ग्रिड लाइनें, कमजोर सोल्डरिंग, डीसोल्डरिंग, गंदगी संदूषण, खराब सिंटरिंग, और असमान सेल दक्षता का पता लगाने में मदद कर सकता है।
तकनीकी पैरामीटर
EL इमेजिंग का मूल तकनीकी तर्क
EL परीक्षण का संचालन सिद्धांत सौर सेल के कार्य सिद्धांत से निकटता से संबंधित है। एक क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल मुख्य रूप से P-प्रकार और N-प्रकार अर्धचालक सामग्रियों से बना होता 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 में, फोटॉन ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े को उत्तेजित करती है। इलेक्ट्रॉन N क्षेत्र की ओर प्रेरित होते हैं, जबकि होल P क्षेत्र की ओर प्रेरित होते हैं। यह आवेश पृथक्करण धारा उत्पन्न करता है, जो सौर सेल का मूल विद्युत उत्पादन सिद्धांत है।
लेकिन क्या होगा यदि हम इस प्रक्रिया को उलट दें?
EL परीक्षण के दौरान, परीक्षक की जांच PV मॉड्यूल के धनात्मक और ऋणात्मक 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 सिल्वर इलेक्ट्रोड तक पहुंचता है। वहां से, धारा सेल के अंदर P-प्रकार और N-प्रकार अर्धचालक क्षेत्रों में प्रवेश करती है।
जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन और होल दिशात्मक रूप से चलते हैं, वे एक धारा लूप बनाते हैं। जब ये वाहक PN 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, जो लगभग 1100-1200 nm तरंगदैर्ध्य का निकट-अवरक्त प्रकाश उत्पन्न करती है।
एक पेशेवर EL कैमरा इस निकट-अवरक्त प्रकाश को कैप्चर करता है और EL छवि उत्पन्न करता है।
| आइटम | विवरण |
|---|---|
| परीक्षण विधि | अग्र अभिनति के तहत इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग |
| मुख्य उद्देश्य | आंतरिक सौर सेल दोषों का दृश्य निरीक्षण |
| लागू वस्तु | सौर सेल और तैयार PV मॉड्यूल |
| मुख्य भौतिक प्रक्रिया | वाहक इंजेक्शन और विकिरणी पुनर्संयोजन |
| प्रकाश उत्सर्जन सीमा | निकट-अवरक्त प्रकाश, लगभग 1100-1200 nm |
| पता लगाने योग्य दोष | माइक्रो-क्रैक, टूटी हुई कोशिकाएं, टूटी हुई उंगलियां, कमजोर सोल्डरिंग, डीसोल्डरिंग, संदूषण, असमान दक्षता |
| IV परीक्षण से मुख्य अंतर | EL दोषों को दृश्य रूप से पहचानता है; IV समग्र विद्युत उत्पादन को मापता है |
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इलेक्ट्रॉन और होल दोनों वाहक हैं। उनकी दिशात्मक गति को सरलता से धारा प्रवाह के रूप में समझा जा सकता है।
एक छोटा नोट: EL परीक्षण का कार्य सिद्धांत LED 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 क्यों दिखाई देते हैं
ईएल इमेजिंग में, कोई भी दोष जो धारा संचरण, या अधिक सटीक रूप से वाहक संचरण को प्रभावित करता है, दिखाई दे सकता है। यदि इलेक्ट्रॉन या छेद किसी निश्चित क्षेत्र से सुचारू रूप से नहीं गुजर सकते, तो उस क्षेत्र में विकिरणी पुनर्संयोजन कमजोर हो जाएगा या बंद हो जाएगा। परिणामस्वरूप, कम फोटॉन उत्सर्जित होते हैं, और क्षेत्र ईएल 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 दिख सकती है, लेकिन इलेक्ट्रॉनों और छेदों जैसे वाहकों के लिए, दरार एक अवरोध की तरह है। उस स्थान पर वाहक संचरण अवरुद्ध हो जाता है, इसलिए विकिरणी पुनर्संयोजन सामान्य रूप से नहीं होता है। फोटॉन उत्सर्जन के बिना, दरार ईएल छवि में एक काली रेखा के रूप में दिखाई देती है।
कमजोर सोल्डरिंग: कमजोर सोल्डरिंग आमतौर पर ईएल 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। इससे संपर्क प्रतिरोध बहुत बढ़ जाता है। कमजोर सोल्डरिंग क्षेत्र में धारा संचरण अवरुद्ध हो जाता है, इसलिए वाहक उस स्थान से कुशलतापूर्वक सेल में प्रवेश नहीं कर सकते। चमक की तीव्रता कम हो जाती है, जो आसन्न सामान्य कोशिकाओं की तुलना में एक स्पष्ट गहरा क्षेत्र बनाती है।
टूटी हुई फिंगर: टूटी हुई फिंगर तब होती है 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 की गई धारा डिस्कनेक्टेड फाइन-ग्रिड क्षेत्र तक नहीं पहुंच पाती, या फिंगर पर धारा सेल के अंदर पीएन जंक्शन में प्रवेश नहीं कर पाती। इस क्षेत्र में, पीएन जंक्शन धारा घनत्व बहुत कम या शून्य हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर उत्सर्जन या कोई उत्सर्जन नहीं होता है। यह ईएल छवियों में एक विशिष्ट टूटी-फिंगर असामान्यता बनाता है।
उत्पाद अनुप्रयोग
सौर मॉड्यूल गुणवत्ता नियंत्रण में ईएल परीक्षण की भूमिका
ईएल परीक्षण का व्यापक रूप से सौर मॉड्यूल निर्माण में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह उत्पादन इंजीनियरों को सेल-स्तरीय दोषों का निरीक्षण करने का एक सीधा तरीका देता है। यह विशेष रूप से प्रमुख यांत्रिक या थर्मल प्रक्रियाओं के बाद महत्वपूर्ण है, जहां कोशिकाओं पर तनाव या क्षति हो सकती है।
सामान्य अनुप्रयोग बिंदुओं में शामिल हैं:
आने वाली सेल निरीक्षण: मॉड्यूल असेंबली से पहले यह जांचने के लिए कि क्या सौर कोशिकाओं में पहले से दरारें, रंग अंतर, टूटी ग्रिड लाइनें, या असमान दक्षता है।
स्ट्रिंगिंग के बाद: टैबर स्ट्रिंगर संचालन के दौरान होने वाली दरारें, कमजोर सोल्डरिंग, रिबन ऑफसेट या फिंगर इंटरप्शन की पहचान करने के लिए।
लेअप और बसिंग के बाद: यह पुष्टि करने के लिए कि स्ट्रिंग्स सही ढंग से जुड़ी हैं या नहीं और लेमिनेशन से पहले वेल्डिंग दोष दिखाई देते हैं या नहीं।
लेमिनेशन के बाद: यह जांचने के लिए कि क्या थर्मल प्रेशर 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 पावर 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-क्रैक 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 विकिरणी पुनर्संयोजन कमजोर या गायब हो जाता है, और EL छवि में एक काली रेखा या काला क्षेत्र दिखाई देता 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 है कि यह दोषों को सेल हैंडलिंग, स्ट्रिंगिंग, सोल्डरिंग, लेअप, लेमिनेशन और अंतिम असेंबली जैसी प्रक्रिया चरणों में वापस ट्रेस करने 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
सौर पैनल उत्पादन 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 लेमिनेशन के बाद बार-बार माइक्रो-क्रैक दिखाई देते हैं, तो कारखाने को न केवल दोषपूर्ण मॉड्यूल को अस्वीकार करना चाहिए, बल्कि हैंडलिंग तनाव, सोल्डरिंग तापमान, रिबन तनाव और लेमिनेशन मापदंडों की समीक्षा भी करनी चाहिए। आधुनिक MBB, TOPCon और बड़े आकार के सेल मॉड्यूल के लिए, एक अच्छी तरह से रखी गई EL निरीक्षण रणनीति शिपमेंट से पहले छिपे हुए गुणवत्ता जोखिमों को बहुत कम कर सकती है।
