Mengapa Memberi Listrik pada Panel Surya Mengungkap Sel Tersembunyi

Jawaban singkat: Memberi energi listrik pada panel surya dan memotret emisinya sendiri mengungkap cacat yang tidak dapat ditemukan oleh inspeksi visual apa pun. Dalam pengujian electroluminescence, arus diinjeksikan ke modul sehingga sel memancarkan cahaya inframerah, dan kamera mencitrakan emisi tersebut pada panjang gelombang sekitar 1150 nm. Retakan, gangguan finger atau sambungan solder dengan kontak buruk muncul sebagai fitur gelap karena lebih sedikit arus yang mengalir di sana dan lebih sedikit cahaya yang dipancarkan. Alasan ini penting adalah karena cacat ini tidak terlihat oleh mata dan seringkali hampir tidak terlihat dalam pengukuran daya: modul dengan sel yang retak masih dapat menghasilkan mendekati output terukurnya sambil membawa cacat yang akan berkembang. Itulah sebabnya pengujian EL berada di samping pengujian flash alih-alih menggantikannya — yang satu mengukur output, yang lain menemukan di mana output itu bersembunyi.

Manufaktur Modul PV · oleh Jerry, Ooitech

Sebelum meninggalkan pabrik, panel surya melewati dua pemeriksaan kualitas utama. Yang pertama adalah inspeksi visual sederhana. Yang lainnya adalah yang kita bahas hari ini: uji power-on. Nama teknis untuk ini adalah uji EL. EL adalah singkatan dari Elektroluminesensi.

1. Ilmu di Balik Pengujian EL

Sel surya silikon kristalin pada dasarnya adalah semikonduktor sambungan PN. Ia memiliki sifat fotolistrik dua arah. Dalam penggunaan sehari-hari, sinar matahari mengenai panel, memicu efek fotovoltaik, dan mengubah energi cahaya menjadi listrik.

Pengujian EL membalik proses fisik ini ke belakang. Sumber daya eksternal menerapkan arus searah maju ke modul. Ini menyuntikkan elektron dan lubang ke dalam sel. Pembawa muatan ini bergabung kembali di sambungan PN dan melepaskan energi sebagai foton, menciptakan efek electroluminescence.

Inilah masalahnya. Ketika sel silikon diberi daya, cahaya yang dipancarkannya adalah inframerah dekat, dengan panjang gelombang sekitar 1100-1150nm. Pita spesifik ini sepenuhnya di luar penglihatan manusia. Kita tidak dapat melihat cahaya ini sama sekali. Bahkan jika modul diberi daya penuh dan menyala, itu hanya terlihat seperti sepotong kaca biasa dengan mata telanjang. Anda tidak akan melihat pola terang atau gelap.

Itulah mengapa hanya menerapkan daya saja tidak cukup. Kita harus mengandalkan kamera pencitraan inframerah khusus. Peralatan EL menggunakan kamera CMOS atau CCD sensitif inframerah dekat yang dipasangkan dengan filter IR. Mereka mengambil gambar eksposur panjang di lingkungan yang benar-benar gelap. Pengaturan ini mengubah sinyal inframerah yang tidak terlihat menjadi gambar hitam-putih yang jelas di monitor.

2. Mengapa Kita Perlu Pengujian EL?

Anggap saja sebagai CT scan untuk panel surya. Cacat yang tidak dapat Anda lihat dari luar menjadi sangat jelas melalui uji EL. Mari kita lihat beberapa cacat EL umum: micro-cracks, cold soldering, dan garis grid putus.

Retak mikro:Ini adalah retakan mikro pada badan silikon yang disebabkan oleh tekanan mekanis. Sel belum sepenuhnya terbelah, jadi permukaannya terlihat baik-baik saja. Tetapi kisi kristal sudah retak. Karena ini adalah kerusakan nyata pada dasar silikon, kamera EL dengan mudah menangkapnya. Dalam gambar EL, retakan mikro muncul sebagai garis hitam yang jelas.

Solder Dingin:Ini terjadi ketika kontak paduan yang baik gagal terbentuk antara pita solder dan busbar utama sel. Mereka bersentuhan secara mekanis, tetapi koneksi listriknya lemah. Dalam gambar EL, solder dingin muncul sebagai bintik gelap lokal atau garis gelap. Anda biasanya akan melihatnya di sepanjang garis kisi, muncul sebagai garis hitam tidak teratur yang putus-putus atau bercak titik-titik.

Garis Kisi Putus:Terkadang garis kisi perak halus pada sel putus. Ketika ini terjadi, jalur pengumpulan arus terputus. Ini hampir selalu merupakan cacat bahan baku. Anda dapat melihatnya dalam pemindaian EL sebagai area hitam atau gelap yang berjalan tegak lurus terhadap busbar utama.

Sekitar 15 tahun yang lalu, pembeli jarang meminta inspeksi EL. Hari ini, ini adalah keharusan mutlak untuk pengiriman panel, diuji pada kapasitas 100% di jalur produksi. Hal-hal seperti retakan mikro, solder dingin, dan kisi putus akan secara serius menurunkan output daya modul dan merusak keandalan jangka panjangnya.

Pandangan Ooitech

Perangkat keras kontrol kualitas telah berkembang pesat untuk mengikuti arsitektur sel efisiensi tinggi modern seperti TOPCon dan HJT. Memasukkan panel melalui penguji EL bukan lagi sekadar menangkap cacat; ini tentang menyempurnakan parameter tabber stringer dan laminator hulu secara real time. Hasil produksi pabrik melonjak signifikan ketika data EL langsung diumpanbalikkan ke sistem kontrol utama lini produksi untuk mencegah masalah tegangan mekanis yang berulang.