隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展,，光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)度過了野蠻生長(zhǎng)階段,，光伏產(chǎn)品的質(zhì)量要求也在不斷提高，光伏組件質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中測(cè)試手段的不斷增強(qiáng),，原來的成品外觀檢驗(yàn)和電性能基礎(chǔ)測(cè)試已無法滿足行業(yè)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的需求,。目前EL測(cè)試設(shè)備已經(jīng)被大部分光伏制造企業(yè)應(yīng)用于晶體硅太陽電池及組件生產(chǎn)線，用于成品檢驗(yàn)或在線產(chǎn)品質(zhì)量控制,，EL是英文electroluminescence的簡(jiǎn)寫,，中文叫做電致發(fā)光或場(chǎng)致發(fā)光。

　　在晶硅電池內(nèi)部,，只有少子的擴(kuò)散長(zhǎng)度大于勢(shì)壘寬度,，電子和空穴才能通過勢(shì)壘區(qū)時(shí)而不會(huì)因復(fù)合而消失。正向偏置電壓下,，p-n結(jié)勢(shì)壘區(qū)和擴(kuò)散區(qū)注入了少數(shù)載流子,，這些非平衡少數(shù)載流子不斷與多數(shù)載流子復(fù)合而發(fā)光，這就是太陽電池電致發(fā)光的基本原理[1]（見圖1[2]）,。ELTester測(cè)試的原理：在暗室中,，對(duì)晶硅電池外加正向偏置電壓，其目的是向晶硅電池注入大量非平衡載流子,，并依靠從擴(kuò)散區(qū)注入的非平衡載流子不斷地復(fù)合,，產(chǎn)生光子。再利用噪音小,，且在900-1100nm光譜范圍內(nèi)具有較高靈敏度的CCD相機(jī)捕獲到部分光子,，然后經(jīng)過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后，以圖像的形式顯示出來,。[3]（見圖2）,。

　　EL測(cè)試圖像的明暗度與電池片的少子擴(kuò)散長(zhǎng)度和電流密度成正比（見圖3[4]），當(dāng)晶硅太陽電池內(nèi)部存在缺陷時(shí),，其少子壽命分布會(huì)出現(xiàn)明顯差異,，從而導(dǎo)致圖像顯示存在明暗差異,。通過對(duì)EL測(cè)試圖像分析可以及時(shí)清晰的發(fā)現(xiàn)晶硅電池及組件內(nèi)部存在的隱性缺陷，這些缺陷包括硅材料缺陷（位錯(cuò),、層錯(cuò),、參雜異常）、擴(kuò)散缺陷（方阻不均勻）,、印刷缺陷（斷柵,、虛印）,、燒結(jié)缺陷（履帶?。⒐に囄廴疽约敖M件封裝過程中的隱形裂紋等,。

　　2.1破片
　　由于晶硅電池破裂后,，電流在其破裂區(qū)域無法形成回路，從而導(dǎo)致該區(qū)域在EL測(cè)試圖像中顯示局部不發(fā)光,，因此破片在EL測(cè)試圖像中表現(xiàn)為電池片中有不規(guī)則黑塊（見圖4）,。電池生產(chǎn)過程中破片主要集中在測(cè)試分選工序，可通過人工分選將其剔出,。
　　2.2隱裂
　　由于硅材料本身比較脆,，易碎，因此在晶硅電池生產(chǎn)和組件封裝過程中極易產(chǎn)生裂紋,。裂紋一般分兩種,，顯裂和隱裂。顯裂是可以通過肉眼直接看到的明顯裂紋,，在電池生產(chǎn)過程中可通過人工分選挑除；隱裂一般是由于電池片受到熱應(yīng)力或外力等使其內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)裂紋,。隱裂片的成像特點(diǎn)是裂紋在EL測(cè)試下產(chǎn)生明顯的明暗差異的紋路（黑線）（見圖5）,，隱性裂紋是無法通過肉眼直接看到的，并且在組件的制程過程中更容易引起破片,、隱裂等問題,。因此EL測(cè)試成為了生產(chǎn)中監(jiān)測(cè)隱裂片的重要手段，通常在組件層壓前工序及時(shí)將隱裂片更換,，可減少組件成品不良,。

　　2.3斷柵
　　隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，高阻密柵,、柵線細(xì)化已成為目前常規(guī)電池發(fā)展的方向,。而為了進(jìn)一步提高電池的轉(zhuǎn)換效率，銀漿也在沿著高粘度,，塑性好的方向在發(fā)展,，這也導(dǎo)致了電池片的印刷難度增加,。電池片的斷柵主要是由于電池片在金屬印刷過程中由于細(xì)柵斷點(diǎn)或細(xì)柵缺失，造成細(xì)柵線與主柵線不能形成回路,。從EL測(cè)試圖中表現(xiàn)為沿電池片主柵線的暗線（見圖6）,，這是因?yàn)殡姵卣娴募?xì)柵線出現(xiàn)斷點(diǎn)后，在EL測(cè)試過程中從電池片主柵線上注入的電流在未連接的細(xì)柵區(qū)域的電流密度很小甚至沒有,，從而導(dǎo)致電池片的未連接細(xì)柵處發(fā)光強(qiáng)度較弱或不發(fā)光,，形成一條暗線。

　　2.4燒結(jié)缺陷
　　在電池片金屬化過程中,，燒結(jié)工藝沒有優(yōu)化或燒結(jié)設(shè)備存在缺陷時(shí),，生產(chǎn)出來的電池片在EL測(cè)試過程中會(huì)顯示為類似履帶印的圖像（見圖7）。實(shí)際生產(chǎn)中可通過優(yōu)化燒結(jié)工藝參數(shù)或選擇點(diǎn)接觸及邊緣接觸方式的爐帶以有效的消除履帶印問題,。

　　2.5黑芯,、黑斑
　　黑芯片在EL測(cè)試圖中顯示為從電池片中心到邊緣逐漸變亮的同心圓，它們產(chǎn)生于拉晶階段,，與硅棒制作過程中氧的溶解度和分凝系數(shù)大有關(guān),。黑斑片在EL測(cè)試圖中成像黑斑點(diǎn)分布在電池片中，主要是由于硅料受到其他雜質(zhì)的污染,，使得硅片產(chǎn)生位錯(cuò)造成少數(shù)載流子的壽命降低,，使電池片局部發(fā)黑（見圖8）。此種材料缺陷勢(shì)必導(dǎo)致晶硅電池的缺陷部分少子壽命小,，從而導(dǎo)致電池片中有此類缺陷的部分在EL測(cè)試過程中表現(xiàn)為發(fā)光強(qiáng)度較弱或不發(fā)光,，成黑色圖像。

　　2.6漏電,、擊穿
　　漏電電池一般指電性能測(cè)試時(shí),，Irev2值（給電池加反向偏置電壓-12V時(shí)的電流值）偏大的片子，一般規(guī)定Irev2＞2屬于電性不良片,。如圖9所示,，EL顯示的較粗黑線表明該區(qū)域沒有探測(cè)器可探測(cè)到的光子放出。其主要原因是燒結(jié)溫度與擴(kuò)散方阻不匹配導(dǎo)致PN結(jié)燒穿或者電池片鍍膜面沾有鋁漿燒結(jié)后導(dǎo)致PN結(jié)擊穿,。因此,，EL測(cè)試時(shí)，給電池片加壓后此處細(xì)柵與主柵不能形成回路,，該區(qū)域顯示為黑色,。

　　EL（Electroluminescence）的檢測(cè)方法，是利用了電致發(fā)光原理對(duì)晶硅太陽電池及組件施加正向偏壓產(chǎn)生光子,，并通過CCD相機(jī)捕獲近紅外光子,，然后經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理形成可視圖像來分析晶硅電池及組件內(nèi)的缺陷。通過EL圖像分析可準(zhǔn)確判別晶硅太陽電池中可能存在的隱裂、斷柵,、電阻不勻,、等缺陷，而這些缺陷均無法通過肉眼發(fā)現(xiàn),，因此通過EL測(cè)試是一種有效的檢測(cè)晶硅太陽電池,、組件的隱形缺陷，控制,、分析質(zhì)量的方法,。

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