Elektrolumineszenz Imaging, Elektrolumineszenz (EL), ein optisches und elektrisches Phänomen, bezieht sich auf den Zustand der Lichtemission als Reaktion auf den elektrischen Strom oder ein sehr starkes elektrisches Feld, das durch das Material fließt.
Sie ist unter den Qualitätstests für Photovoltaikmodule von großem Interesse, da sie schwerwiegende Defekte aufdeckt, die für das Auge unsichtbar sind und von der Wärmebildtechnik nicht erkannt werden können. Sie wird durchgeführt, um Schäden, die bei der Herstellung, der Montage oder dem Transport von Solarmodulen auftreten, Zelle für Zelle zu erkennen.
Mechanismus der Überprüfung;
Die Elektrolumineszenz hat das gleiche Konzept wie eine Leuchtdiode (LED). Dieser Test, bei dem es sich um eine Röntgenuntersuchung von Solarmodulen handelt, ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Teilen, die einen Stromwiderstandseffekt aufweisen, und von Defekten, die in Zukunft Probleme verursachen werden.
Wie in der Abbildung oben zu sehen ist, wird in einem geschlossenen und dunklen Bereich eine Stromversorgung an das Solarpanel angeschlossen, die die entsprechende Spannung liefert, um den Kurzschlussstrom zu erreichen. Dann wird das Panel mit einer Kamera in einem festen Abstand zum Solarpanel fotografiert und das Bild wird mit einem speziellen Programm analysiert.
Welche Defekte und Probleme können wir mit Elektrolumineszenz erkennen?
- Mikrofrakturen
- Produktionsmängel.
- Durch den Versand verursachte Defekte.
- PID.
- Korrosion
- LETID.
Die Dicke der heute hergestellten Zellen beträgt weniger als 200 Mikrometer (µm= 1*10-6). Daher sind diese Zellen von Natur aus zerbrechlich. Sie müssen mit Sorgfalt und Präzision behandelt werden.
Es gibt viele Gründe für die Bildung von Mikrorissen in Photovoltaikzellen.
Was ist also die Ursache für diese mit dem bloßen Auge nicht sichtbaren Frakturen?
- In der Phase der Herstellung von Solarmodulen;
Mikrobrüche können in vielen Phasen auftreten, z.B. beim Schneiden der Zellen, beim Aufziehen der Zellen und beim Löten.
Die Hersteller von Solarmodulen prüfen mit Elektrolumineszenz-Bildgebung, um diese Risse in zwei Stufen zu erkennen, und zwar vor und nach dem Laminierungsprozess als Teil ihrer Qualitätssicherungsverfahren. Anhand der Prüfergebnisse klassifizieren sie die Paneele nach ihren internen Qualitätsstandards.
Neben Mikrofrakturen können auch andere Defekte erkannt werden. In der folgenden Tabelle sind die häufigsten Arten von Defekten zusammengefasst.
- Während Versand und Transport;
Es kann zu Mikrobrüchen kommen, wenn die Paneele von den Produktionsbetrieben zum Projektstandort transportiert werden. Der Grund dafür ist, dass die Platten mit falschen Verpackungsmethoden verpackt werden oder die Anweisungen im Transporthandbuch des Herstellers nicht befolgt werden.
- Während der Installationsphase;
Sie können beim Entladen der Platten oder bei der Montage der Platten am Projektstandort auftreten.
Die El-Bilder, die bei der von uns nach der Installation durchgeführten Inspektion entstanden sind, sehen wie folgt aus. Wie Sie sehen können, gibt es viele verzweigte / aktive Risse in den Platten, die einen Leistungsabfall verursachen können.
- Wartungs- und Betriebsphase;
Es gibt viele Faktoren, wie z.B. die Anwendung ungeeigneter Reinigungsmethoden für die Platten, Wartungs- und Betriebspersonal, das auf den Platten steht/geht, oder andere Umweltbedingungen.
- Hohe Windgeschwindigkeit.
- Hart fallender Hagel
- Hohe Schneelast
- Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht (thermischer Zyklus)
Probleme, die durch Mikrofrakturen verursacht werden
Die Bestimmung der durch Mikrobrüche verursachten Probleme, der Gründe für ihr Auftreten, der Auswirkungen auf die Effizienz der Paneele oder des Projekts insgesamt ist eine der komplexen Fragen bei SPP-Projekten, da sie von vielen Details und technischen Fragen abhängt.
Aus Sicht des Herstellers bedeutet das Vorhandensein eines Mikrorisses in einer Platte nicht unbedingt, dass die gesamte Platte beschädigt oder ungeeignet ist.
Die Hersteller der Paneele bewerten die Paneele nach internen Qualitätsstandards und berücksichtigen dabei den Verlauf (die Form) und die Anzahl der Mikrobrüche sowie die Frage, ob diese Brüche den Stromdurchgang in einigen Teilen der Zelle verhindern und ob die beschädigten Teile von der Solarzelle isoliert werden sollten.
Mikrobrüche, die zu inaktiven Bereichen führen, haben direkte Auswirkungen auf die Produktion der Zelle und damit auf die Produktivität des gesamten Panels. Darüber hinaus führen sie zu Fehlanpassungsverlusten zwischen den Arrays (Mismatch Loss).
Mikrobrüche, die zur Isolierung eines Teils der Zelle führen, verursachen das Auftreten von Hot Spots, was bedeutet, dass die Temperatur des isolierten Teils der Zelle auf hohe Temperaturen ansteigt und
- Verschlechterung der Rückseitenfolie
- Delamination
- Verschlechterung der Leistung
wird zu vielen verschiedenen Problemen geführt haben.
Mikrorisse können sich ausdehnen und ausbreiten, abhängig von den Betriebsbedingungen der Paneele im Feld, der Wind-/Schneelast, den mechanischen Spannungen der Paneele und den Temperaturunterschieden zwischen den Paneelen.
Globale Standards in der Elektrolumineszenz-Bildgebung
- IEC TS 60904-13:2018
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