EL檢測儀的使用方法及組件隱裂圖像評估

EL檢測儀的使用方法及組件隱裂圖像評估整理課件EL檢測儀的使用方法及組件隱裂圖像評估EL測試儀的原理EL測試儀的結構及使用方法EL測試儀的功能及應用場合常見缺陷問題介紹,原因和危害實例展示整理課件

原理描述:

EL測試儀是通過對電池片通入1-40mA的正向電流，利用光生伏打效應的逆過程，給太陽電池通電使其發(fā)光即電致發(fā)光，利用成像系統(tǒng)將信號發(fā)送到計算機軟件，經過處理后將太陽電池的EL圖像顯示在屏幕上。太陽電池電致發(fā)光亮度正比于電子擴散長度，正比于電流密度。通過EL圖像的分析可以有效地發(fā)現(xiàn)光伏組件是否存在隱裂和破片等現(xiàn)象。一、EL測試儀的原理整理課件EL測試儀的原理基本原理：通過太陽能電池的電致放光原理。Eletroluminescence電致發(fā)光的基本結構示意圖如下圖所示：4整理課件

EL測試儀在測試的時候，采用的是單相繼鏡面反射式拍攝模式，所以拍攝的EL圖跟實物是鏡像對應關系。EL測試儀的原理整理課件接線盒位置接線盒位置組件實物圖組件EL圖

下圖為組件實物圖和EL圖的對比，由于EL測試儀采用是的鏡像成圖，所以拍攝出來的組件EL圖和組件實物圖是軸對稱關系，如下圖中紅色箭頭的兩端分別指的組件電池片實物和EL圖中的位置。EL測試儀的原理整理課件

目前公司使用的是萊科斯—LX-Z220便攜式EL檢測儀，整套測試儀由四大部分組成，分別為成像系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、支架系統(tǒng)和暗室系統(tǒng)。

（1）成像系統(tǒng)：（2）電源系統(tǒng)：

IPAD通過外置WiFi模塊連接相機拍照取樣

電源模塊有兩種，一種是測試單塊組件的，一種是測試單個組串的，每串組件最多25塊。二、EL測試儀的結構及使用方法整理課件（3）支架系統(tǒng)：

（4）暗室系統(tǒng)：

支架用于固定相機，便于拍照取樣，全影儀可投射出十字光標，便于相機定位。構造暗室，便于白天測試EL測試儀的結構及使用方法整理課件EL測試儀的結構及使用方法（1）測試支架連接及全影儀的使用●將相機底部與全景儀固定板連接塊連接。●將全景儀與全景儀電源模塊進行連接?！翊蜷_全景儀電源模塊開關，屏幕上可顯示當前電量和測量距離信息。整理課件EL測試儀的結構及使用方法●在全景儀前端會打出十字激光，十字激光的中心位置既是EL相機拍攝的中心位置；用戶可以通過此方式進行EL測試定位?！駥⒊上裣到y(tǒng)與支架系統(tǒng)進行連接，全景儀電池可以掛在支架下方的掛鉤處，支架的3個支腳可以通過環(huán)形螺紋進行加長，相機角度可以通過支架上的手動云臺進行調整?！駥⑦B接好的系統(tǒng)放置在被測組件的前方，相機距離組件距離在1.5-2.0米范圍，以能獲取組件整體圖片為最佳。整理課件EL測試儀的結構及使用方法（2）電源系統(tǒng)的連接及使用直流穩(wěn)壓電源●電源選擇開關，AC為外部220V交流供電，DC為內部鋰電池供電?！褫斎肽Ｊ竭x擇，選擇AC則為外部供電，DC為內部供電。注：1.當使用外部供電時，需要將電源選擇開關和輸入模式選擇同時撥到AC檔位；當使用內部供電時，需要將電源選擇開關和輸入模式選擇同時撥到DC檔位。注：2.當對電源進行充電時，需要將電源選擇開關和輸入模式選擇同時撥到AC檔位?！裢ㄟ^旋轉電壓調節(jié)旋鈕/電流調節(jié)旋鈕來調節(jié)電源的輸出電壓電流整理課件；并通過電壓顯示屏/電流顯示屏顯示相應輸出參數(shù)（當沒有負載接入時，電壓顯示屏只顯示當前輸出電壓，電流顯示屏顯示輸出電流為0）●輸出選擇按鈕點擊后，電源按照設置參數(shù)輸出，再次點擊將斷開輸出電壓電流，顯示屏顯示為0V0A.●電壓輸出正極連接組件正極，電壓輸出負極連接組件負極?！?20V輸入端可以通過電源線直接連接市電或連接移動電源。整理課件EL測試儀的結構及使用方法●將連接線一端的紅色與電源正極連接，藍色與電源負極連接●將連接線另一端的MC4插頭與組件的MC4插頭進行連接●將電源選擇開關和輸入模式選擇同時撥到DC檔位，啟動電源整理課件EL測試儀的結構及使用方法

（3）最終搭建好的EL測試環(huán)境單塊組件的測試時間約為10秒，測試的精度越高，所需時間越長雖然最大測量組串數(shù)量為25塊，但受現(xiàn)場環(huán)境所限，每次拍攝一般為6塊。室外測試環(huán)境室外測試環(huán)境整理課件三、EL測試儀的功能及應用場合EL測試儀的功能:

通過EL測試儀可以清楚的發(fā)現(xiàn)太陽能組件電池片上的黑斑,黑心以及組件中的裂片（包括隱裂和顯裂）、劣片及焊接缺陷等問題,從而及時發(fā)現(xiàn)問題組件。對提高發(fā)電效率和穩(wěn)定生產都有重要的作用，通過檢測在前期就可將電站整體質量進行把控，從而避免后期的電站快速衰減，方陣失配，功率不足，以及責任鑒定問題，因而太陽電池電致發(fā)光測試儀是運維現(xiàn)場非常重要的設備之一。整理課件三、EL測試儀的功能及應用場合EL測試儀的常用場合:

1.可在運維現(xiàn)場檢查組件是否有隱裂、黑斑等。2.地形較為復雜的光伏電站，建設期間搬運和安裝組件的時候，很大幾率會產生隱裂，可大面積檢查。3.可以協(xié)助各類實驗的進行，例如檢測組件的衰減，先排除隱裂影響。4.若組件遭受自然災害損壞，例如被大風吹翻等，自己進行的組件EL檢測結果也可用于保險理賠，可爭取最大理賠額度，減少電站損失。整理課件缺陷種類一：黑心片

EL照片中黑心片是反映在通電情況下電池片中心一圈呈現(xiàn)黑色區(qū)域，該部分沒有發(fā)出1150nm的紅外光，故紅外相片中反映出黑心，此類發(fā)光現(xiàn)象和硅襯底少數(shù)載流子濃度有關。這種電池片中心部位的電阻率偏高。該種類屬于低效片的一種。

危害：造成熱斑引起組件燒毀，組件整體功率下降四、常見缺陷的介紹,原因和危害整理課件

黑斑片一般是由于硅料受到其他雜質污染所致。通常少數(shù)載流子的壽命和污染雜質含量及位錯密度有關。黑斑中心區(qū)域位錯密度>107

個/cm2，黑斑邊緣區(qū)域位錯密度>106個/cm2

均為標準要求的1000～10000倍這是相當大的位錯密度.

危害：組件使用中產生熱斑燒毀組件，且導致出廠功率下降。缺陷種類二：黑斑片整理課件

焊接短路黑片造成原因：一般焊接時收尾處堆錫導致電池片正負極短路。缺陷種類三：黑片整理課件來料黑片（全黑/半邊黑）

造成原因：目前常規(guī)硅片為P型片，工藝要求加磷形成PN結。如果硅片錯用N型片，依然使用常規(guī)加磷工藝就會造成無PN結形成（N型片加硼）。從而導致全黑。整理課件半邊黑造成原因：背鋁場印刷偏移，導致和導電正極柵線無接觸錯位，局部開路。危害：所有黑片都是不允許出現(xiàn)在組件中，黑片的存在會引起組件正常的使用異常，且功率損失非常大。整理課件

電池片斷柵是在絲網印刷時造成的，由于漿料問題或者網版問題導致印刷不良。輕微的斷柵對組件影響不是很大，但是如果斷柵嚴重則會影響到單片電池片的電流從而影響到整個組件的電性能。缺陷種類四：斷柵虛印分布式斷柵整理課件集中式斷柵危害：造成斷柵處電流收集障礙，影響組件的發(fā)電效率。值得注意的是，如果電池片焊接中出現(xiàn)過焊現(xiàn)象，導致主柵線電流收集堵塞也會顯現(xiàn)上述情況。（下圖）整理課件混檔是由于轉換效率不同的電池片混入同一個組件中，特別明亮的電池片是電流較大的電池片，電流差異越大，亮度的差異就越明顯。

危害：混檔會導致高檔次的電池片在組件工作過程中不能徹底發(fā)揮其發(fā)電能力，從而造成浪費。而低效率的電池片在時間發(fā)電中會發(fā)熱過大，從而產生熱斑效應，對組件的壽命和性能產生隱患。缺陷種類五：混檔整理課件

虛焊是因為焊接過程中焊帶和電池電極沒有形成良好的接觸面導致電流收集障礙。虛焊有正極虛焊負極虛焊，正極虛焊成條狀如圖左，負極虛焊多數(shù)成團狀面積較小如圖右。

危害：虛焊部分接觸電阻增加，導致發(fā)熱異常。虛焊組件熱斑爆板的概率非常高。缺陷種類六：虛焊、脫焊正極脫焊負極脫焊整理課件

EL顯示中間發(fā)黑，四周發(fā)亮。經檢測屬于電池片中間未擴散或者擴散面放反流入下到工序導致。

危害：影響組件使用發(fā)電效率和壽命。漏電區(qū)域容易燒毀組件。缺陷種類七：擴散異常整理課件

隱裂的產生原因非常多，主要是因為外部壓力或者自身應力原因導致電池片硅基出現(xiàn)裂紋。隱裂缺陷一般通過肉眼無法識別，只有經過EL測試設備，隱裂地方會出現(xiàn)黑色紋路。

在實際情況中，還有那些類型會造成電池片

成像時帶有黑色紋路？缺陷種類八：隱裂整理課件裂紋可能造成電池片部分毀壞或電流的缺失。在EL測試下，如果表現(xiàn)為以裂紋為邊緣的一片區(qū)域呈完全的黑色，那么該區(qū)域為破片。裂紋會造成其橫貫的副柵線斷裂，從而影響電流收集降低組件功率。根據(jù)此特性，各種裂紋造成的電池失效面積如下：

危害：1.造成相應的電池片面積失效，從而降低組件功率輸出。2.嚴重的情況下會引起組件熱斑燒毀。3.造成組件表面形成蝸牛紋，非常影響外觀。4.隱裂具有一定的延伸性，發(fā)生隱裂的位置可能隨狀態(tài)變化。整理課件整理課件隱裂

裂片缺陷種類九：裂片裂片是由隱裂惡化發(fā)展而來的一種現(xiàn)象，裂片的同時一定會帶來電池面積的黑色陰影失效。如何有效的區(qū)分隱裂和裂片？（強光照射）整理課件下圖是我們采用廢棄組件做的實驗，是組件受外力撞擊而產生裂紋進而演變成碎片的過程示意圖。初時圖整理課件缺陷種類十：刻蝕不良危害：造成效率低下整理課件五、實例展示去年我們從麻城金伏86個區(qū)共444070塊組件內抽查了208塊組件做了IV和EL測試實驗，其中IV實驗是單獨送往實驗室進行測試，測試完畢后再單塊進行EL測試，通過測試結果可以看到，黑斑，裂片等缺陷會對組件的電性能造成不良影響，導致IV曲線的異常，功率衰減較大的基本都存在隱裂、破片等現(xiàn)象。但是隱裂并不是影響組件衰減的決定性因素，抽查的208塊組件中，共有75塊組件存在破片或隱裂，占