Avec le développement rapide de l’industrie photovoltaïque, la technologie de test de qualité et de performance des cellules solaires s’améliore également constamment. J’entends souvent parler de PL photovoltaïque et de EL photovoltaïque, mais à quoi servent-ils ? Il devrait également y avoir de nombreuses personnes qui n’en ont qu’une compréhension partielle, connaissent sa nature, n’en connaissent pas les raisons et ne comprennent pas ses principes, sa structure et ses utilisations. Il s’agit de deux technologies de détection optique non destructive largement utilisées dans le processus de fabrication des cellules photovoltaïques. Ils jouent un rôle crucial dans l’amélioration de la précision de fabrication et de la qualité des produits des cellules solaires.
1. Quel est le PL du photovoltaïque ?
Le PL des cellules photovoltaïques est également appelé photoluminescence.
① Principe PL :
La photoluminescence fait référence au phénomène dans lequel les électrons d'une cellule solaire sont excités vers un état d'énergie plus élevé lorsqu'ils sont exposés à un laser ou à une lumière intense. Lorsque ces électrons reviennent d’un état de haute énergie à un état de basse énergie, ils libèrent des photons, appelés photoluminescence.
② Scénarios d'application de PL
Dans le processus de production de cellules photovoltaïques, la technologie PL est largement utilisée dans les aspects suivants :
Tests de qualité des matériaux : le PL peut aider à identifier les défauts des cristaux, les impuretés et les irrégularités dans les matériaux des cellules solaires. Les matériaux cristallins de haute qualité constituent la base des cellules solaires efficaces, et PL peut détecter ces zones de défauts potentiels grâce à des changements dans leur intensité et leur spectre de luminescence.
Analyse de la durée de vie du porteur : La durée de vie du porteur est l'un des indicateurs importants pour mesurer les performances des cellules solaires. Grâce à la détection PL, la répartition de la durée de vie des porteurs de charge dans le matériau peut être obtenue, évaluant ainsi l'efficacité de conversion photoélectrique du matériau.
Mesure de l'énergie de la bande interdite : la technologie PL peut également être utilisée pour mesurer l'énergie de la bande interdite des matériaux semi-conducteurs, ce qui revêt une grande importance pour la conception et l'optimisation des performances optoélectroniques des cellules solaires.
③ Les avantages de la technologie PL
Le plus grand avantage de la technologie PL est qu’il s’agit d’une méthode de détection non destructive qui peut fournir des informations détaillées sur les matériaux sans endommager le matériau ou la structure de la batterie. Cela fait du PL un outil de contrôle qualité rapide et efficace dans l’industrie photovoltaïque.
2. WQu'est-ce que l'EL photovoltaïque ?
L'EL des cellules photovoltaïques, également appelée électroluminescence, est le nom complet de l'électroluminescence.
① Le principe de fonctionnement d'EL
L'électroluminescence (EL) fait référence à la recombinaison d'électrons et de trous à la jonction PN dans une cellule solaire lorsqu'une tension directe est appliquée, entraînant une émission de photons. Ces photons se trouvent généralement dans la région proche infrarouge et ne peuvent pas être vus à l’œil nu, mais peuvent être détectés par des appareils d’imagerie spécifiques. La luminosité et la distribution des images EL peuvent refléter directement la structure interne et les défauts de la batterie.
② Scénarios d'application d'EL
La technologie EL a une large gamme d'applications dans les tests de produits finis et le contrôle qualité des cellules solaires :
Détection des défauts : les images EL peuvent afficher clairement des défauts tels que des fissures, des fissures cachées, des courts-circuits et des circuits ouverts dans les cellules solaires. Grâce à ces images, les fabricants peuvent identifier et éliminer les cellules de batterie défectueuses avant de quitter l’usine, garantissant ainsi la qualité des produits.
Évaluation de l'efficacité : EL peut également être utilisée pour évaluer l'efficacité globale des cellules solaires. Si certaines zones de la batterie présentent une luminosité réduite ou des taches sombres, cela signifie généralement que ces zones présentent des problèmes de perte d'efficacité ou de taux de recombinaison électronique élevé.
Détection de l'uniformité des composants : lors de l'assemblage des composants de la batterie, les images EL peuvent aider à garantir des performances constantes de chaque cellule de la batterie, évitant ainsi l'impact des mauvaises performances de certaines cellules sur la puissance de sortie de l'ensemble du composant.
③ Les avantages de la technologie EL
La technologie EL peut fournir des informations détaillées sur les défauts sans démonter la batterie, ce qui est particulièrement important pour l'inspection des batteries finies. De plus, les images EL ont une résolution et une clarté élevées, qui permettent de localiser avec précision l'emplacement et la nature des défauts, faisant de l'EL un outil clé pour le contrôle qualité des cellules photovoltaïques.
La différence et la connexion entre PL et EL
Bien que PL et EL soient toutes deux des technologies de détection optique non destructives, leurs principes de fonctionnement et leurs scénarios d'application sont différents :
Les méthodes d'excitation sont différentes : le PL excite les photons via l'irradiation d'une source lumineuse externe, tandis que l'EL génère des photons à l'intérieur de la batterie en appliquant une tension.
Différentes étapes d'application : PL est généralement utilisé pour la détection précoce des matériaux, en évaluant la qualité des cristaux et les propriétés des matériaux ; EL est plus couramment utilisé pour l’inspection de la qualité et la localisation des défauts des batteries finies.
Différentes cibles de détection : le PL est principalement utilisé pour analyser les propriétés physiques des matériaux, telles que la durée de vie du porteur et l'énergie de la bande interdite ; EL est utilisé pour découvrir les défauts structurels et les incohérences de performances au sein de la batterie.
Les technologies de photoluminescence (PL) et d'électroluminescence (EL) fournissent des outils puissants pour la production et le contrôle qualité des cellules photovoltaïques. PL se concentre sur la détection précoce des matériaux, tandis que EL se concentre sur l'identification des défauts des batteries finies. Leurs avantages respectifs et leurs scénarios d'application se complètent, garantissant conjointement la production efficace et les performances stables des cellules photovoltaïques. Dans l'industrie photovoltaïque en constante évolution d'aujourd'hui, l'importance des technologies PL et EL deviendra de plus en plus importante, continuant à sauvegarder la promotion et l'application de l'énergie propre dans le monde entier.