EL-testning för solpaneler: Inline vs offline-uppsättning

Snabbt svar: Elektroluminescenstestning är det enda inspektionssteget som ser inuti en färdig modul, och var stationen är placerad på linjen avgör vilka defekter den fortfarande kan upptäcka. Inline-EL avbildar varje modul som en del av produktionsflödet, så den upptäcker defekter men kan inte åtgärda dem eftersom modulen redan är förseglad. Offline-EL använder en separat kammare med längre exponering och högre upplösning, vilket gör att en sträng eller en modul kan inspekteras innan den går vidare till nästa steg, vilket är det som gör omarbetning möjlig. Utrustningen som används sträcker sig över OEL-CCD2400- och OPT-M950B-klassen, med upplösningar ner till cirka 0,1 mm och kammarstorlekar på omkring 1400 mm till 2500 mm. En linje som bara kör inline-EL kommer att hitta sina defekter men kommer att skrota fler av dem.

EL-testning är det enda inspektionssteget som ser inuti en färdig modul. Var du placerar stationen avgör vilka defekter du fångar medan de fortfarande är billiga att åtgärda: inline bakom stringern, offline på ett glasbord eller på strängnivå.

PV-modultillverkning · Inspektion & kvalitetskontroll · av Jerry, Ooitech

1. Vad EL-testning faktiskt bevisar på en modullinje

Fig. 1: En EL-inspektionsstation på modulnivå. Den vänstra monitorn visar elektroluminescensbilden; den högra visar själva modulen, så att operatören kan matcha ett mörkt område mot en fysisk cell.

Elektroluminescenstestning skickar en framström genom cellerna. En intakt kiselsolcell avger infrarött ljus i proportion till hur väl den leder; ett sprucket, kontaminerat eller dåligt lött område avger mindre eller inget. En infraröd kamera avbildar den emissionen, och den resulterande EL-bilden visar det interna tillståndet hos varje cell samtidigt.

På en produktionslinje gör det EL-testning till huvudgrinden för sex defektklasser:

Två gränser är värda att förstå innan du skriver en specifikation. EL-testning mäter inte effektutmatning. Det är uppgiften för en IV-testare med solsimulator, och de två maskinerna svarar på olika frågor. EL-testning ser inte heller bakom aluminiumramen eller under kopplingsdosan, eftersom den infraröda emissionen blockeras där. Allt du behöver inspektera i dessa områden måste kontrolleras före ramning.

2. Inline, offline eller strängnivå: Var stationen sitter

Det finns tre platser där en EL-station kan sitta, och de är inte utbytbara. Ooitech bygger enheter för alla tre, och de tekniska databladen beskriver avvägningen direkt.

Placeringen avgör vad du fångar, inte hur bra kameran är.

Fig. 2: En inline EL-station i ett rent rum för moduler. Transportbandet för modulen genom avbildningspositionen utan operatörshantering, vilket är det som håller testet inom en 20-sekunderscykel.

Offline-enheterna i Ooitechs sortiment anger övervakningspunkten som före eller efter laminering, och den automatiska OPT-M950B beskrivs som universell för före och efter layup. Den flexibiliteten betyder mer än det låter: den låter en maskin tjäna både en inline-processkontroll och en slutlig kvalitetsgrind, till priset av att operatören hanterar modulen.

3. Antal kameror, upplösning och cykeltid

Dessa tre siffror anges vanligtvis som en specifikationslista. I praktiken är de ett enda beslut: hur liten en defekt du måste kunna bevisa, vid vilken produktionshastighet.

Fig. 3: En offline EL-defekttestare. Modulen lastas på ett glasbord av operatören, så stationen är inte bunden av linjens takttid. Det passar omarbetningsslingor och blandade batchstorlekar.

OPT-M950B uppnår sin precision på ett annat sätt än offline-enheterna. Fyra kameror avbildar modulen ovanifrån medan modulen indexeras genom tre positioner, och programvaran sammanfogar bilderna till en sömlös bild. Det är därför en maskin med 8 kameror kan hålla en cykel på ≤20 s samtidigt som den håller 0,5 mm per pixel på EL-bilden och 0,1 mm per pixel på den visuella bilden.

Den praktiska frågan är inte vilken maskin som har fler kameror. Den är: vilken är den minsta spricka som din kunds inkommande inspektion kommer att hitta? När du vet det talet i millimeter följer antalet kameror och placeringen av det. Att köpa 24 MP för att upptäcka en 5 mm spricka är pengar spenderade på en förmåga du aldrig kommer att fakturera.

4. Varför EL-bilden ibland ser fel ut

Detta är det vanligaste supportämnet i vår egen EL-servicehistorik, och det är nästan aldrig ett kamera fel. När en EL-bild försämras är orsaken vanligtvis en av fem inställningar eller mekaniska förhållanden. De vanliga symptomen är en bild som är mörk, urtvättad, ojämn mellan celler eller saknar en del av modulen.

Två vanor tar bort de flesta av denna typ av problem. För det första, bygg ett sparat recept för varje modultyp du kör, istället för att justera live och gå vidare. Annars kommer andra och tredje skiftet att upprepa justeringen. För det andra, behandla belysningsenheterna som en förbrukningsvara med ett kontrollintervall: en LED som har dimmats på ena sidan producerar en bild som ser ut som en processdefekt men är en belysningsdefekt.

5. Vad du ska skicka innan du begär en offert

Dimensionering av EL-testare styrs av din modul, inte av din budget. En förfrågan som innehåller de sex punkterna nedan kan besvaras med en specifik modell och en fast konfiguration; en som bara säger "vi behöver en EL-testare" kan inte.

En punkt är valfri men värd att besluta tidigt: MES-integration. OPT-M950B sparar varje EL-bild under modulens streckkod och kan ladda upp den till ditt MES, med streckkodsfråga och datumfråga i programvaran. Om spårbarhet är ett kundkrav, säg det i offertstadiet snarare än efter installation.

6. Matcha EL-stationen med resten av linjen

Fig. 4: EL-inspektion på strängnivå fångar en sprucken eller kalllödd cell innan inkapslingsmaterialet gör defekten permanent. Det är den billigaste platsen på linjen att hitta den.

En EL-testare kör aldrig ensam. Den sitter mellan maskiner som avgör om den kan göra sitt jobb, och två av dem spelar större roll än resten.

Strängaren uppströms. De flesta sprickor som EL-testning hittar skapades vid stringning eller vid hanteringssteget direkt efter. Om din stringer producerar kalla lödningar eller cellsprickor i jämn takt kommer en EL-testare att rapportera dem korrekt och kontinuerligt, men den kommer inte att minska dem. Att åtgärda stringern är ett separat projekt, och EL-data är det som berättar om åtgärden fungerade.

IV-testaren nedströms. EL och IV svarar på olika frågor, och en modul kan klara den ena och underkännas av den andra. En sprucken cell kan fortfarande leverera acceptabel effekt vid flashtestet; en modul med korrekt effekt kan fortfarande innehålla en spricka som kommer att fortplanta sig i fält. Linjer som kör båda placerar i allmänhet EL före eller efter laminering, och IV-kurvmätning efter infattning och härdning, så att de två resultaten kan jämföras per modulstreckkod.

Om din linje fortfarande specificeras är sekvensbeslutet lättare att fatta innan utrustningslistan är fastställd. Vår översikt över maskinerna på en solpanelslinje anger var varje inspektionssteg normalt ligger.

7. FAQ

Kan EL-testning byggas in i stringern, eller krävs en separat station?

Vissa stringers erbjuder ett integrerat EL-alternativ, och det inspekterar strängen före layup. Det fångar spruckna eller dåligt lödda celler tidigt, men det kan inte inspektera den laminerade modulen, eftersom modulen inte finns ännu. Om din kvalitetsgrind är på den färdiga laminaten behöver du fortfarande en separat station. I praktiken kör många linjer inspektion på strängnivå och en EL-testare på modulnivå, och de två fångar olika saker.

EL-bilden är inte rätt. Kan den justeras på distans?

Vanligtvis ja. Exponeringstid, injicerad ström, förstärkning, gråskala och mosaikparametrar är mjukvaruinställningar, och de automatiska enheterna exponerar högström- och lågströmstestning som valbara funktioner. Skicka bilden, streckkoden, det sparade receptet och de aktuella inställningarna, så kan justeringen normalt göras utan platsbesök. Mekaniska problem är inte distansåtgärder: modulinriktning, en lampa som är trasig, en skadad kabel.

Vi justerade inställningarna och nu ser de flesta bilder fel ut. Vad bör vi kontrollera?

Kontrollera om ändringen sparades som ett recept för den aktuella modultypen. Inställningar som tillämpas live försvinner när nästa produkt laddas, och följande skift justerar ofta om från en annan utgångspunkt. Bygg ett sparat recept per modultyp, namnge det och lås det.

Efter omstart av datorn rapporterar både CCD- och EL-kameran ett fel. Vad nu?

Två saker att verifiera innan du ringer support: att varje kamerakabel sitter ordentligt i båda ändar, och att belysningsenheterna bakom kamerorna lyser. Om en LED-array är död kan kameran fortfarande rapportera ett fel och bilden på den sidan blir mörk. Rapportera vilka kameror som misslyckas och om lamporna lyser. Det skiljer ett kabel fel från ett belysningsfel i ett enda meddelande.

Vilka modulstorlekar kan en EL-testare hantera?

Det beror på modellen. Den automatiska OPT-M950B täcker moduler från 1650 till 2500 mm långa och 992 till 1400 mm breda, vilket inkluderar de vanliga 60-cells 1650 × 992 mm och 72-cells 2500 × 1400 mm formaten. OEL-S2400 accepterar upp till 2500 × 1400 mm och den 6-kameriga OEL-CCD2400 upp till 2600 × 1500 mm. Konventionella, dubbelglas-, tunnfilms- och halvcellsmoduler stöds alla i sortimentet.

Kan en maskin göra både EL- och visuell inspektion?

Den automatiska 8-kameriga OPT-M950B gör det. Fyra kameror avbildar elektroluminescens och fyra avbildar i synligt ljus, i samma pass, med mjukvaran som sammanfogar båda. Det ger dig den interna defektbilden och ytbilden från en hanteringscykel. De mindre offline-enheterna avbildar endast EL.

Vad är den minsta defekt maskinen kan upptäcka?

OPT-M950B är specificerad till 0,5 mm per pixel på EL-bilden och 0,1 mm per pixel på den visuella bilden. Den praktiska detektionsgränsen bestäms av den pixelstorleken plus defektens kontrast mot den omgivande cellen, så en spricka som korsar flera pixlar är tillförlitlig medan en hårfin spricka som faller inom en pixel inte är det. Det är därför den minsta defekt du måste bevisa, i millimeter, bör anges i förfrågan, inte härledas från antalet kameror.

Är bilderna spårbara, och kan de gå till vårt MES?

Ja. Den automatiska enheten känner igen modulstreckkoden, namnger och sparar varje EL-bild med den streckkoden och stöder MES-gränssnitt. Mjukvaran tillhandahåller även streckkodsökning och datum sökning, så en modul kan spåras tillbaka till sin bild efter leverans.

Vilka är installationskraven och garantivillkoren?

Den automatiska OPT-M950B kräver AC220 V / 15 A, 0,6–0,8 MPa tryckluft och en driftmiljö på +15 °C till +40 °C vid 10–75 % luftfuktighet; den upptar 2800 × 2260 × 1415 mm. Den 6-kameriga offline-enheten drar 220 V / 50 Hz / 1 PH, 20 A. Garantin på de halvautomatiska EL-enheterna är ett år efter framgångsrik installation eller sexton månader från konossementets datum, beroende på vilket som inträffar först, med underhållsreservdelar som tillhandahålls kostnadsfritt under perioden; förbrukningsmaterial och kurirkostnader för reservdelar ingår inte.

Slutliga tankar

Bestäm var EL-stationen ska placeras innan du jämför modeller, eftersom placeringen avgör vilka defekter du fortfarande kan åtgärda billigt. Skriv sedan ner den minsta defekt som din kunds inspektion kommer att hitta, i millimeter, och låt det numret styra kamera konfigurationen. Om du skickar oss modulmåtten, celltekniken, övervakningspunkten, takttiden och anläggningsdata kommer vi tillbaka med en specifik modell och konfiguration snarare än en allmän broschyr.

Relaterat: orsakar skuggning alltid heta punkter förklarar serie-mismatch, backspänning och arbetspunktssidan av mekanismen, vilket kompletterar den termiska och materiella vyn ovan.

Relaterat: DH1000 fukt-värmetest i detalj täcker kammarförhållandena, felsignaturerna och korrosionsmekanismerna bakom ett fukt-värmeresultat.

Relaterat: TOPCon UVID och uppdelningen i r-UVID / ir-UVID förklarar varför mätsekvensen, och inte bara exponeringen, avgör det rapporterade värdet.

Relaterat: Perovskit i rymden: vad 100 termiska chockcykler kostar är den inspektion som på cellnivå läser den skada ett termokalltest mäter indirekt.

Relaterat: Hot spots, mikrokrackor och PID: tre långsamma modulfel är där den spricka som denna sida just beskrivit fångas upp på linjen.

Relaterat: Hur en solpanel tillverkas: varje steg och varje kontroll är det val som avgör hur tidigt en spricka kan upptäckas.

Relaterat: MC4 eller MC4-kompatibel: vad kontaktdonets namn betyder är där en termisk skanning tillför det som en elektroluminescensbild inte kan visa.

Relaterat: Mekanismer för solcellssträngare: en zon-för-zon-guide. EL är resultatkontrollen; kontrollerna av placering och process uppströms är också värda att nämna.

Relaterat: Hybridkontakt BC-celler: vad 28 % fortfarande måste bevisa — hur man hittar en överbryggad ledare innan effekttestet gör det.

Vidare läsning och bakgrundsdata

Offentligt referensmaterial om detta ämne, publicerat av de organisationer som underhåller branschens teknikfärdplan och marknadsdata:

• Fraunhofer ISE — Photovoltaics Report
• U.S. Department of Energy — Photovoltaics
• VDMA — International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV)