S rýchlym rozvojom fotovoltaického priemyslu sa neustále zlepšuje aj technológia testovania kvality a výkonu solárnych článkov. Často počujem iných hovoriť o fotovoltaických PL a fotovoltaických EL, ale na čo slúžia? Malo by existovať aj veľa ľudí, ktorí mu rozumejú len čiastočne, poznajú jeho povahu, nepoznajú jeho dôvody a nerozumejú jeho princípom, štruktúre a použitiu. Ide o dve nedeštruktívne optické detekčné technológie široko používané vo výrobnom procese fotovoltaických článkov. Zohrávajú kľúčovú úlohu pri zlepšovaní presnosti výroby a kvality produktov solárnych článkov.
1. Čo je to PL fotovoltaiky?
PL fotovoltaických článkov je tiež známy ako fotoluminiscencia.
① Princíp PL:
Fotoluminiscencia sa týka javu, pri ktorom sú elektróny v solárnom článku excitované do stavu vyššej energie, keď sú vystavené laseru alebo silnému svetlu. Keď sa tieto elektróny vrátia zo stavu s vysokou energiou do stavu s nízkou energiou, uvoľnia fotóny, čo je známe ako fotoluminiscencia.
② Aplikačné scenáre PL
Vo výrobnom procese fotovoltaických článkov sa technológia PL široko používa v nasledujúcich aspektoch:
Testovanie kvality materiálu: PL môže pomôcť identifikovať chyby kryštálov, nečistoty a nerovnosti v materiáloch solárnych článkov. Vysokokvalitné kryštalické materiály sú základom efektívnych solárnych článkov a PL dokáže odhaliť tieto potenciálne chybné oblasti prostredníctvom zmien ich intenzity a spektra luminiscencie.
Analýza životnosti nosiča: Životnosť nosiča je jedným z dôležitých ukazovateľov na meranie výkonu solárnych článkov. Prostredníctvom detekcie PL je možné získať distribúciu nosičov náboja počas životnosti v materiáli, čím sa vyhodnotí účinnosť fotoelektrickej konverzie materiálu.
Meranie bandgap energie: PL technológiu možno použiť aj na meranie bandgap energie polovodičových materiálov, čo má veľký význam pre navrhovanie a optimalizáciu optoelektronického výkonu solárnych článkov.
③ Výhody technológie PL
Najväčšou výhodou technológie PL je, že ide o nedeštruktívnu metódu detekcie, ktorá dokáže poskytnúť podrobné informácie o materiáli bez poškodenia materiálu alebo štruktúry batérie. Vďaka tomu je PL rýchlym a efektívnym nástrojom kontroly kvality vo fotovoltaickom priemysle.
2. Wklobúk je fotovoltaický EL?
EL fotovoltaických článkov, tiež známy ako elektroluminiscencia, je úplný názov elektroluminiscencie.
① Princíp činnosti EL
Elektroluminiscencia (EL) sa vzťahuje na rekombináciu elektrónov a dier na PN prechode v solárnom článku, keď je aplikované dopredné napätie, čo vedie k emisii fotónov. Tieto fotóny sú zvyčajne v blízkej infračervenej oblasti a nie sú viditeľné voľným okom, ale môžu byť detekované špecifickými zobrazovacími zariadeniami. Jas a rozloženie EL obrazov môže priamo odrážať vnútornú štruktúru a defekty batérie.
② Aplikačné scenáre EL
Technológia EL má širokú škálu aplikácií pri testovaní hotových výrobkov a kontrole kvality solárnych článkov:
Detekcia defektov: EL snímky môžu jasne zobraziť defekty, ako sú praskliny, skryté praskliny, skraty a otvorené okruhy v solárnych článkoch. Prostredníctvom týchto obrázkov môžu výrobcovia identifikovať a eliminovať chybné články batérie pred opustením továrne, čím zaistia kvalitu produktu.
Hodnotenie účinnosti: EL možno použiť aj na vyhodnotenie celkovej účinnosti solárnych článkov. Ak niektoré oblasti batérie vykazujú znížený jas alebo tmavé škvrny, zvyčajne to znamená, že tieto oblasti majú problémy so stratou účinnosti alebo vysokou mierou rekombinácie elektrónov.
Detekcia jednotnosti komponentov: Pri montáži komponentov batérie môžu snímky EL pomôcť zabezpečiť konzistentný výkon každého článku batérie, čím sa zabráni vplyvu slabého výkonu určitých článkov na výstupný výkon celého komponentu.
③ Výhody technológie EL
Technológia EL môže poskytnúť podrobné informácie o chybách bez demontáže batérie, čo je dôležité najmä pri kontrole hotových batérií. Navyše, EL obrazy majú vysoké rozlíšenie a jasnosť, ktoré dokážu presne lokalizovať miesto a povahu defektov, vďaka čomu je EL kľúčovým nástrojom na kontrolu kvality fotovoltaických článkov.
Rozdiel a súvislosť medzi PL a EL
Hoci PL aj EL sú nedeštruktívne technológie optickej detekcie, ich pracovné princípy a aplikačné scenáre sú odlišné:
Metódy excitácie sú rôzne: PL excituje fotóny ožiarením externým zdrojom svetla, zatiaľ čo EL generuje fotóny vo vnútri batérie privedením napätia.
Rôzne štádiá aplikácie: PL sa zvyčajne používa na včasnú detekciu materiálov, hodnotenie kvality kryštálov a vlastností materiálu; EL sa častejšie používa na kontrolu kvality a lokalizáciu defektov hotových batérií.
Rôzne ciele detekcie: PL sa používa hlavne na analýzu fyzikálnych vlastností materiálov, ako je životnosť nosiča a energia bandgap; EL sa používa na odhalenie štrukturálnych defektov a výkonnostných nezrovnalostí v rámci batérie.
Fotoluminiscenčné (PL) a elektroluminiscenčné (EL) technológie poskytujú výkonné nástroje na výrobu a kontrolu kvality fotovoltaických článkov. PL sa zameriava na včasnú detekciu materiálov, zatiaľ čo EL sa zameriava na identifikáciu defektov hotových batérií. Ich výhody a aplikačné scenáre sa navzájom dopĺňajú a spoločne zabezpečujú efektívnu výrobu a stabilný výkon fotovoltaických článkov. V dnešnom neustále sa rozvíjajúcom fotovoltaickom priemysle bude význam PL a EL technológií čoraz dôležitejší a bude naďalej zabezpečovať podporu a aplikáciu čistej energie na celom svete.