Amb el ràpid desenvolupament de la indústria fotovoltaica, la tecnologia de proves de qualitat i rendiment de les cèl·lules solars també millora constantment. Sovint sento parlar de PL fotovoltaica i EL fotovoltaica, però per a què serveixen? També hi hauria d'haver moltes persones que només en tinguin una comprensió parcial, en coneguin la naturalesa, no en coneguin les raons i no en comprenguin els principis, l'estructura i els usos. Es tracta de dues tecnologies de detecció òptica no destructiva molt utilitzades en el procés de fabricació de cèl·lules fotovoltaiques. Tenen un paper crucial en la millora de la precisió de fabricació i la qualitat del producte de les cèl·lules solars.
1. Què és el PL de la fotovoltaica?
El PL de les cèl·lules fotovoltaiques també es coneix com a fotoluminescència.
① Principi PL:
La fotoluminescència es refereix al fenomen en què els electrons d'una cèl·lula solar s'exciten a un estat d'energia superior quan s'exposen a làser o llum forta. Quan aquests electrons tornen d'un estat d'alta energia a un estat de baixa energia, alliberen fotons, que es coneix com a fotoluminescència.
② Escenaris d'aplicació de PL
En el procés de producció de cèl·lules fotovoltaiques, la tecnologia PL s'utilitza àmpliament en els aspectes següents:
Proves de qualitat del material: PL pot ajudar a identificar defectes del cristall, impureses i irregularitats en els materials de les cèl·lules solars. Els materials cristal·lins d'alta qualitat són la base de les cèl·lules solars eficients, i PL pot detectar aquestes àrees potencials de defectes mitjançant canvis en la seva intensitat i espectre de luminescència.
Anàlisi de la vida útil del portador: la vida útil del portador és un dels indicadors importants per mesurar el rendiment de les cèl·lules solars. Mitjançant la detecció de PL, es pot obtenir la distribució de la vida útil dels portadors de càrrega en el material, avaluant així l'eficiència de conversió fotoelèctrica del material.
Mesurament d'energia de banda intermitent: la tecnologia PL també es pot utilitzar per mesurar l'energia de banda intermitent dels materials semiconductors, que és de gran importància per dissenyar i optimitzar el rendiment optoelectrònic de les cèl·lules solars.
③ Els avantatges de la tecnologia PL
El major avantatge de la tecnologia PL és que és un mètode de detecció no destructiu que pot proporcionar informació detallada del material sense danyar el material o l'estructura de la bateria. Això fa de PL una eina de control de qualitat ràpida i eficaç en la indústria fotovoltaica.
2. WQuè és EL fotovoltaic?
El EL de les cèl·lules fotovoltaiques, també conegut com a electroluminescència, és el nom complet d'electroluminescència.
① El principi de funcionament d'EL
L'electroluminescència (EL) es refereix a la recombinació d'electrons i forats a la unió PN d'una cèl·lula solar quan s'aplica una tensió directa, donant lloc a l'emissió de fotons. Aquests fotons solen estar a la regió de l'infraroig proper i no es poden veure a ull nu, però es poden detectar mitjançant dispositius d'imatge específics. La brillantor i la distribució de les imatges EL poden reflectir directament l'estructura interna i els defectes de la bateria.
② Escenaris d'aplicació d'EL
La tecnologia EL té una àmplia gamma d'aplicacions en proves de productes acabats i control de qualitat de cèl·lules solars:
Detecció de defectes: les imatges EL poden mostrar clarament defectes com ara esquerdes, esquerdes ocultes, curtcircuits i circuits oberts a les cèl·lules solars. A través d'aquestes imatges, els fabricants poden identificar i eliminar les cèl·lules de la bateria defectuoses abans de sortir de la fàbrica, garantint així la qualitat del producte.
Avaluació de l'eficiència: EL també es pot utilitzar per avaluar l'eficiència global de les cèl·lules solars. Si determinades àrees de la bateria mostren una brillantor reduïda o punts foscos, normalment vol dir que aquestes àrees tenen problemes amb la pèrdua d'eficiència o una alta taxa de recombinació d'electrons.
Detecció d'uniformitat dels components: en muntar components de la bateria, les imatges EL poden ajudar a garantir un rendiment coherent de cada cel·la de la bateria, evitant l'impacte del mal rendiment de determinades cèl·lules en la potència de sortida de tot el component.
③ Els avantatges de la tecnologia EL
La tecnologia EL pot proporcionar informació detallada dels defectes sense desmuntar la bateria, cosa que és especialment important per a la inspecció de les bateries acabades. A més, les imatges EL tenen una alta resolució i claredat, que poden localitzar amb precisió la ubicació i la naturalesa dels defectes, fent d'EL una eina clau per al control de qualitat de les cèl·lules fotovoltaiques.
La diferència i la connexió entre PL i EL
Tot i que PL i EL són tecnologies de detecció òptica no destructiva, els seus principis de funcionament i escenaris d'aplicació són diferents:
Els mètodes d'excitació són diferents: PL excita fotons mitjançant la irradiació de fonts de llum externa, mentre que EL genera fotons dins de la bateria aplicant voltatge.
Diferents etapes d'aplicació: PL s'utilitza normalment per a la detecció precoç de materials, avaluant la qualitat del cristall i les propietats del material; EL s'utilitza més habitualment per a la inspecció de qualitat i la localització de defectes de les bateries acabades.
Diferents objectius de detecció: PL s'utilitza principalment per analitzar les propietats físiques dels materials, com ara la vida útil del portador i l'energia bandgap; EL s'utilitza per descobrir defectes estructurals i inconsistències de rendiment dins de la bateria.
Les tecnologies de fotoluminescència (PL) i electroluminescència (EL) proporcionen eines potents per a la producció i control de qualitat de cèl·lules fotovoltaiques. PL se centra en la detecció precoç de materials, mentre que EL se centra en la identificació de defectes de les bateries acabades. Els seus respectius avantatges i escenaris d'aplicació es complementen, garantint conjuntament la producció eficient i el rendiment estable de les cèl·lules fotovoltaiques. En la indústria fotovoltaica actual en desenvolupament continu, la importància de les tecnologies PL i EL serà cada cop més destacada, continuant salvaguardant la promoció i l'aplicació d'energia neta a tot el món.