Sparčiai tobulėjant fotovoltinės energijos pramonei, saulės elementų kokybės ir veikimo tikrinimo technologija taip pat nuolat tobulėja. Dažnai girdžiu kitus kalbant apie fotovoltinį PL ir fotovoltinį EL, bet kam jie naudojami? Taip pat turėtų būti daug žmonių, kurie tai tik iš dalies supranta, žino jo prigimtį, nežino jo priežasčių ir nesuvokia jos principų, struktūros ir naudojimo būdų. Tai dvi neardomosios optinio aptikimo technologijos, plačiai naudojamos fotovoltinių elementų gamybos procese. Jie atlieka lemiamą vaidmenį gerinant saulės elementų gamybos tikslumą ir gaminio kokybę.
1. Kas yra fotoelektros PL?
Fotovoltinių elementų PL taip pat žinomas kaip fotoliuminescencija.
① PL principas:
Fotoliuminescencija reiškia reiškinį, kai elektronai saulės elemente yra sužadinami iki didesnės energijos būsenos, kai veikiami lazeriu arba stipria šviesa. Kai šie elektronai grįžta iš didelės energijos būsenos į mažos energijos būseną, jie išskiria fotonus, kurie yra žinomi kaip fotoliuminescencija.
② PL taikymo scenarijai
Fotovoltinių elementų gamybos procese PL technologija plačiai naudojama šiais aspektais:
Medžiagų kokybės tikrinimas: PL gali padėti nustatyti kristalų defektus, nešvarumus ir saulės elementų medžiagų nelygumus. Aukštos kokybės kristalinės medžiagos yra veiksmingų saulės elementų pagrindas, o PL gali aptikti šias galimas defektų sritis keisdamas jų liuminescencijos intensyvumą ir spektrą.
Nešiklio eksploatavimo trukmės analizė: nešiklio tarnavimo laikas yra vienas iš svarbių saulės elementų veikimo rodiklių. Naudojant PL aptikimą, galima nustatyti krūvininkų pasiskirstymą medžiagoje, taip įvertinant medžiagos fotoelektrinės konversijos efektyvumą.
Juostos tarpo energijos matavimas: PL technologija taip pat gali būti naudojama puslaidininkinių medžiagų juostos tarpo energijai matuoti, o tai labai svarbu kuriant ir optimizuojant saulės elementų optoelektronines charakteristikas.
③ PL technologijos pranašumai
Didžiausias PL technologijos privalumas yra tai, kad tai yra neardomasis aptikimo metodas, galintis pateikti išsamią informaciją apie medžiagą nepažeidžiant medžiagos ar akumuliatoriaus struktūros. Dėl to PL yra greita ir efektyvi kokybės kontrolės priemonė fotoelektros pramonėje.
2. Wskrybėlė yra fotovoltinė EL?
Fotovoltinių elementų EL, taip pat žinomas kaip elektroliuminescencija, yra visas elektroliuminescencijos pavadinimas.
① EL veikimo principas
Elektroliuminescencija (EL) reiškia elektronų ir skylių rekombinaciją saulės elemento PN sandūroje, kai įjungiama tiesioginė įtampa, dėl kurios susidaro fotonų emisija. Šie fotonai dažniausiai yra artimoje infraraudonųjų spindulių srityje ir negali būti matomi plika akimi, tačiau juos galima aptikti specialiais vaizdo gavimo įrenginiais. EL vaizdų ryškumas ir pasiskirstymas gali tiesiogiai atspindėti vidinę akumuliatoriaus struktūrą ir defektus.
② EL taikymo scenarijai
EL technologija turi platų pritaikymo spektrą gatavo gaminio bandymams ir saulės elementų kokybės kontrolei:
Defektų aptikimas: EL vaizdai gali aiškiai parodyti defektus, tokius kaip įtrūkimai, paslėpti įtrūkimai, trumpieji jungimai ir atviros saulės elementų grandinės. Naudodami šiuos vaizdus, gamintojai gali nustatyti ir pašalinti sugedusius akumuliatoriaus elementus prieš išvažiuodami iš gamyklos, taip užtikrindami gaminio kokybę.
Efektyvumo įvertinimas: EL taip pat gali būti naudojamas bendram saulės elementų efektyvumui įvertinti. Jei tam tikrose baterijos vietose yra sumažėjęs ryškumas arba tamsios dėmės, tai paprastai reiškia, kad šiose srityse yra problemų dėl efektyvumo praradimo arba didelio elektronų rekombinacijos greičio.
Komponentų vienodumo aptikimas: surenkant akumuliatoriaus komponentus EL vaizdai gali padėti užtikrinti nuoseklų kiekvieno akumuliatoriaus elemento veikimą, išvengiant prasto tam tikrų elementų veikimo įtakos viso komponento išėjimo galiai.
③ EL technologijos pranašumai
EL technologija gali pateikti išsamią informaciją apie defektus neišardant akumuliatoriaus, o tai ypač svarbu apžiūrint gatavus akumuliatorius. Be to, EL vaizdai turi didelę skiriamąją gebą ir aiškumą, todėl galima tiksliai nustatyti defektų vietą ir pobūdį, todėl EL yra pagrindinė fotovoltinių elementų kokybės kontrolės priemonė.
Skirtumas ir ryšys tarp PL ir EL
Nors PL ir EL yra neardomosios optinio aptikimo technologijos, jų veikimo principai ir taikymo scenarijai skiriasi:
Sužadinimo metodai yra skirtingi: PL sužadina fotonus per išorinį šviesos šaltinį, o EL generuoja fotonus akumuliatoriaus viduje, taikydamas įtampą.
Skirtingi panaudojimo etapai: PL dažniausiai naudojamas ankstyvam medžiagų aptikimui, kristalų kokybės ir medžiagų savybių įvertinimui; EL dažniau naudojamas gatavų baterijų kokybės patikrinimui ir defektų lokalizavimui.
Skirtingi aptikimo tikslai: PL daugiausia naudojamas fizinėms medžiagų savybėms, pvz., nešiklio tarnavimo laikui ir pralaidos energijai, analizuoti; EL naudojamas norint nustatyti konstrukcinius defektus ir veikimo neatitikimus akumuliatoriuje.
Fotoliuminescencijos (PL) ir elektroliuminescencijos (EL) technologijos suteikia galingus įrankius fotovoltinių elementų gamybai ir kokybės kontrolei. PL daugiausia dėmesio skiria ankstyvam medžiagų aptikimui, o EL – gatavų baterijų defektų nustatymui. Jų atitinkami pranašumai ir taikymo scenarijai papildo vienas kitą, kartu užtikrindami efektyvią fotovoltinių elementų gamybą ir stabilų veikimą. Šiandieninėje nuolat besivystančioje fotoelektros pramonėje PL ir EL technologijų svarba taps vis svarbesnė ir toliau užtikrins švarios energijos propagavimą ir taikymą visame pasaulyje.