Con il rapido sviluppo dell'industria fotovoltaica, anche la tecnologia di test della qualità e delle prestazioni delle celle solari è in costante miglioramento. Sento spesso parlare di PL fotovoltaico e EL fotovoltaico, ma a cosa servono? Dovrebbero anche esserci molte persone che ne hanno solo una comprensione parziale, ne conoscono la natura, non ne conoscono le ragioni e non ne comprendono i principi, la struttura e gli usi. Si tratta di due tecnologie di rilevamento ottico non distruttivo ampiamente utilizzate nel processo di fabbricazione delle celle fotovoltaiche. Svolgono un ruolo cruciale nel migliorare la precisione della produzione e la qualità del prodotto delle celle solari.
1. Qual è il PL del fotovoltaico?
Il PL delle celle fotovoltaiche è noto anche come fotoluminescenza.
① Principio PL:
La fotoluminescenza si riferisce al fenomeno in cui gli elettroni in una cella solare vengono eccitati a uno stato energetico più elevato quando esposti al laser o a una luce forte. Quando questi elettroni ritornano da uno stato ad alta energia a uno stato a bassa energia, rilasciano fotoni, fenomeno noto come fotoluminescenza.
② Scenari applicativi di PL
Nel processo produttivo delle celle fotovoltaiche la tecnologia PL trova largo impiego nei seguenti aspetti:
Test di qualità dei materiali: PL può aiutare a identificare difetti dei cristalli, impurità e irregolarità nei materiali delle celle solari. I materiali cristallini di alta qualità sono il fondamento di celle solari efficienti e PL è in grado di rilevare queste potenziali aree di difetti attraverso i cambiamenti nell'intensità e nello spettro della loro luminescenza.
Analisi della durata del trasportatore: la durata del trasportatore è uno degli indicatori importanti per misurare le prestazioni delle celle solari. Attraverso il rilevamento PL è possibile ottenere la distribuzione della durata dei portatori di carica nel materiale, valutando così l'efficienza di conversione fotoelettrica del materiale.
Misurazione dell'energia bandgap: la tecnologia PL può essere utilizzata anche per misurare l'energia bandgap dei materiali semiconduttori, il che è di grande importanza per la progettazione e l'ottimizzazione delle prestazioni optoelettroniche delle celle solari.
③ I vantaggi della tecnologia PL
Il più grande vantaggio della tecnologia PL è che si tratta di un metodo di rilevamento non distruttivo in grado di fornire informazioni dettagliate sul materiale senza danneggiare il materiale o la struttura della batteria. Ciò rende PL uno strumento di controllo qualità rapido ed efficace nel settore fotovoltaico.
2. Wcos'è l'EL fotovoltaico?
L'EL delle celle fotovoltaiche, noto anche come elettroluminescenza, è il nome completo dell'elettroluminescenza.
① Il principio di funzionamento di EL
L'elettroluminescenza (EL) si riferisce alla ricombinazione di elettroni e lacune nella giunzione PN in una cella solare quando viene applicata una tensione diretta, con conseguente emissione di fotoni. Questi fotoni si trovano solitamente nella regione del vicino infrarosso e non possono essere visti ad occhio nudo, ma possono essere rilevati da specifici dispositivi di imaging. La luminosità e la distribuzione delle immagini EL possono riflettere direttamente la struttura interna e i difetti della batteria.
② Scenari applicativi di EL
La tecnologia EL ha una vasta gamma di applicazioni nei test dei prodotti finiti e nel controllo qualità delle celle solari:
Rilevamento dei difetti: le immagini EL possono visualizzare chiaramente difetti come crepe, crepe nascoste, cortocircuiti e circuiti aperti nelle celle solari. Attraverso queste immagini, i produttori possono identificare ed eliminare le celle della batteria difettose prima di lasciare la fabbrica, garantendo così la qualità del prodotto.
Valutazione dell'efficienza: EL può essere utilizzato anche per valutare l'efficienza complessiva delle celle solari. Se alcune aree della batteria mostrano una luminosità ridotta o macchie scure, di solito significa che queste aree presentano problemi di perdita di efficienza o di un elevato tasso di ricombinazione degli elettroni.
Rilevamento dell'uniformità dei componenti: durante l'assemblaggio dei componenti della batteria, le immagini EL possono aiutare a garantire prestazioni costanti di ciascuna cella della batteria, evitando l'impatto di scarse prestazioni di alcune celle sulla potenza di uscita dell'intero componente.
③ I vantaggi della tecnologia EL
La tecnologia EL può fornire informazioni dettagliate sui difetti senza smontare la batteria, il che è particolarmente importante per l'ispezione delle batterie finite. Inoltre, le immagini EL hanno un'elevata risoluzione e chiarezza, che possono individuare con precisione la posizione e la natura dei difetti, rendendo EL uno strumento chiave per il controllo di qualità delle celle fotovoltaiche.
La differenza e la connessione tra PL e EL
Sebbene PL ed EL siano entrambe tecnologie di rilevamento ottico non distruttivo, i loro principi di funzionamento e scenari applicativi sono diversi:
I metodi di eccitazione sono diversi: PL eccita i fotoni attraverso l'irradiazione di una sorgente luminosa esterna, mentre EL genera fotoni all'interno della batteria applicando tensione.
Diverse fasi di applicazione: il PL viene solitamente utilizzato per il rilevamento precoce dei materiali, valutando la qualità dei cristalli e le proprietà dei materiali; EL è più comunemente utilizzato per l'ispezione di qualità e la localizzazione dei difetti delle batterie finite.
Diversi target di rilevamento: PL viene utilizzato principalmente per analizzare le proprietà fisiche dei materiali, come la durata del portatore e l'energia bandgap; EL viene utilizzato per scoprire difetti strutturali e incoerenze prestazionali all'interno della batteria.
Le tecnologie di fotoluminescenza (PL) ed elettroluminescenza (EL) forniscono potenti strumenti per la produzione e il controllo di qualità delle celle fotovoltaiche. PL si concentra sul rilevamento precoce dei materiali, mentre EL si concentra sull'identificazione dei difetti delle batterie finite. I rispettivi vantaggi e scenari applicativi si completano a vicenda, garantendo congiuntamente la produzione efficiente e le prestazioni stabili delle celle fotovoltaiche. Nell'odierno settore fotovoltaico in continuo sviluppo, l'importanza delle tecnologie PL ed EL diventerà sempre più evidente, continuando a salvaguardare la promozione e l'applicazione dell'energia pulita in tutto il mondo.