Por que eletrificar um painel solar revela células ocultas

Resposta rápida: Eletrificar um painel solar e fotografar a sua própria emissão revela defeitos que nenhuma inspeção visual consegue encontrar. No ensaio de eletroluminescência, injeta-se corrente no módulo para que as células emitam luz infravermelha, e uma câmara capta essa emissão em comprimentos de onda à volta de 1150 nm. Uma fissura, uma interrupção de finger ou uma junta soldada com mau contacto aparece como uma zona escura porque ali flui menos corrente e é emitida menos luz. A razão pela qual isto é importante é que estes defeitos são invisíveis a olho nu e muitas vezes mal visíveis numa medição de potência: um módulo com uma célula fissurada pode ainda produzir perto da sua potência nominal enquanto transporta um defeito que vai crescer. É por isso que o ensaio EL acompanha o ensaio flash em vez de o substituir — um mede a potência, o outro descobre onde a potência se está a esconder.

Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech

Antes de sair da fábrica, os painéis solares passam por duas verificações de qualidade principais. Uma é uma simples inspeção visual. A outra é o que estamos falando hoje: o teste de energização. O nome técnico para isso é teste EL. EL significa Máquina de Colagem.

1. A Ciência Por Trás do Teste EL

Uma célula solar de silício cristalino é essencialmente um semicondutor de junção PN. Ela tem propriedades fotovoltaicas bidirecionais. No nosso uso diário, a luz solar atinge o painel, desencadeia o efeito fotovoltaico e transforma energia luminosa em eletricidade.

O teste EL inverte esse processo físico. Uma fonte de energia externa aplica uma corrente contínua direta ao módulo. Isso injeta elétrons e lacunas na célula. Esses portadores de carga se recombinam na junção PN e liberam energia como fótons, criando o efeito de eletroluminescência.

Aqui está o detalhe. Quando a célula de silício é energizada, a luz que ela emite é infravermelha próxima, com comprimento de onda em torno de 1100-1150nm. Essa faixa específica fica completamente fora da visão humana. Não conseguimos perceber essa luz de forma alguma. Mesmo que o módulo esteja totalmente energizado e brilhando, ele parece apenas um pedaço comum de vidro a olho nu. Você não verá nenhum padrão claro ou escuro.

É por isso que apenas aplicar energia está longe de ser suficiente. Temos que contar com câmeras de imagem infravermelha especializadas. O equipamento EL usa câmeras CMOS ou CCD sensíveis ao infravermelho próximo, combinadas com filtros IR. Elas fazem fotos de longa exposição em um ambiente completamente escuro. Essa configuração converte os sinais infravermelhos invisíveis em imagens nítidas em preto e branco em um monitor.

2. Por Que Precisamos do Teste EL?

Pense nisso como uma tomografia computadorizada para painéis solares. Defeitos que você não consegue identificar do lado de fora tornam-se cristalinos através de um teste EL. Vejamos alguns defeitos EL comuns: microtrincas, solda fria e linhas de grade quebradas.

Microtrincas:São microfissuras no corpo de silício causadas por estresse mecânico. A célula não se partiu completamente, então a superfície parece bem. Mas a rede cristalina já está rachada. Como é um dano real à base de silício, a câmera EL o captura facilmente. Em uma imagem EL, uma microtrinca aparece como uma linha preta distinta.

Solda Fria:Isso acontece quando um bom contato de liga não se forma entre a fita de solda e a barra principal da célula. Eles se tocam mecanicamente, mas a conexão elétrica é fraca. Em imagens EL, a solda fria aparece como pontos escuros locais ou linhas escuras. Você geralmente as verá ao longo das linhas de grade, aparecendo como linhas pretas irregulares e quebradas ou manchas pontilhadas.

Linhas de Grade Quebradas:Às vezes, as finas linhas de grade de prata na célula se quebram. Quando isso acontece, o caminho de coleta de corrente é cortado. Isso é quase sempre um defeito de matéria-prima. Você pode identificá-lo em uma varredura EL como áreas pretas ou escuras perpendiculares à barra principal.

Há cerca de 15 anos, os compradores raramente pediam inspeções EL. Hoje, é um item absolutamente obrigatório para remessas de painéis, testados em 100% da capacidade na linha. Coisas como microtrincas, solda fria e grades quebradas prejudicam seriamente a potência de saída de um módulo e arruínam sua confiabilidade a longo prazo.

Visão da Ooitech

O hardware de controle de qualidade evoluiu drasticamente para acompanhar as arquiteturas modernas de células de alta eficiência, como TOPCon e HJT. Passar os painéis por testadores EL não se trata mais apenas de detectar defeitos; trata-se de ajustar os parâmetros a montante tabber stringer e laminador em tempo real. O rendimento da fábrica aumenta significativamente quando os dados de EL retroalimentam diretamente o sistema de controle principal da linha de produção para evitar problemas repetidos de estresse mecânico.