숨겨진 균열, 핫스팟, PID 효과는 태양광 모듈의 성능에 영향을 미치는 세 가지 중요한 요소로 최근 모든 사람의 관심을 끌고 있습니다. 오늘은 숨겨진 크랙에 대해 설명드리겠습니다.

'숨겨진 균열'이란?

균열은 배터리 셀의 결함입니다.

결정 구조의 고유한 특성으로 인해 결정질 실리콘 배터리 셀은 균열이 발생하기 매우 쉽습니다. 결정질 실리콘 모듈의 생산 공정은 길고 많은 링크로 인해 배터리 칩에 숨겨진 균열이 발생할 수 있습니다(시안 교통 대학교의 Yang Hong 씨에 따르면 배터리 생산 단계에만 약 200가지 이유가 있습니다). 숨겨진 균열이 발생하는 근본적인 원인은 실리콘 웨이퍼에 발생하는 기계적 또는 열적 응력으로 요약할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 결정질 실리콘 부품 제조업체들은 비용을 절감하여 배터리 셀의 기계적 손상을 방지하는 능력을 감소시키기 위해 점점 더 얇은 결정질 실리콘 배터리 셀을 개발해 왔습니다. 3개 구성요소 EL 감지기는 숨겨진 균열 문제를 효과적으로 감지하여 비용을 절감할 수 있습니다.

2011년 독일 ISFH는 연구 결과를 발표했습니다. 배터리 셀의 숨겨진 균열 모양에 따라 나무 모양 균열, 포괄적 균열, 경사 균열, 주 격자선에 평행한 균열, 수직 균열의 다섯 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그리드 라인까지, 배터리 셀 전체를 관통하는 균열까지.

그림 1: 크리스탈 실리콘 배터리 균열 모양

"숨겨진 균열"이 부품 성능에 미치는 영향

다양한 균열이 배터리 셀의 기능에 미치는 영향은 다릅니다. 먼저 배터리 셀을 확대한 이미지를 살펴보겠습니다.

그림 2: 크리스탈 실리콘 셀 구조

결정질 실리콘 배터리의 구조에 따르면 위 그림과 같이 배터리 셀에서 생성된 전류는 "표면의 메인 그리드 라인과 메인 그리드 라인에 수직인 미세 그리드 라인"의 수집 및 내보내기에 의존합니다. 숨겨진 균열로 인해 미세 그리드 라인이 파손되면 미세 그리드 라인이 수집된 전류를 메인 그리드 라인으로 전달할 수 없어 배터리 셀이 부분적으로 또는 심지어 완전히 파손될 수 있습니다.

위와 같은 이유로 인해 메인 그리드 라인(Class 4)과 평행한 숨겨진 균열이 배터리 셀의 기능에 가장 큰 영향을 미칩니다. 연구 결과에 따르면 불량 조각의 50%는 메인 게이트 라인과 평행한 숨겨진 균열에서 발생합니다.

45° 경사 균열(유형 3)의 효율 손실은 주 그리드 라인에 평행한 손실의 1/4입니다.

메인 그리드 라인(타입 5)에 수직인 균열은 미세 그리드 라인에 거의 영향을 주지 않아 배터리 셀 고장 면적이 거의 0에 가깝습니다.

결정질 실리콘 배터리 표면의 그리드 라인에 비해 박막 배터리의 전체 표면은 투명한 전도성 필름으로 덮여 있으며, 이는 박막 부품에 숨겨진 균열이 없는 이유 중 하나이기도 합니다.

연구 결과에 따르면 부품 중 단일 배터리 셀의 고장 면적이 8% 이내일 때 부품의 전력에 거의 영향을 미치지 않으며 부품의 대각선 줄무늬의 2/3는 전력에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 구성 요소의 안정성. 따라서 부품 내 배터리 셀에 숨겨진 균열이 발생하면 효율 손실이 발생할 수 있지만 숨겨진 균열의 '색상 변화'는 말할 필요가 없습니다.

3. '숨겨진 균열'을 탐지하는 수단

EL(전자발광)은 숨겨진 균열을 탐지하는 간단하고 효과적인 방법입니다. 감지 원리는 다음과 같습니다.

배터리 셀의 핵심 부품은 반도체 PN 접합으로, 빛, 전압, 온도 등 다른 여기 조건 없이 내부적으로 동적 평형 상태를 유지한다. 전자와 정공의 수는 비교적 안정적으로 유지됩니다.

전압을 가하면 반도체 내부 전계가 약해지면서 N 영역의 전자가 P 영역 쪽으로 밀려나가 P 영역의 정공(P 영역의 정공으로도 이해될 수 있음)과 재결합하게 됩니다. N 영역으로 밀려나 N 영역의 전자와 재결합합니다. 재결합 후에는 빛의 형태로 방출되어 전기발광이 발생합니다.

순방향 바이어스 전압이 인가되면 결정질 실리콘 배터리는 적외선 대역에 속해 육안으로 관찰할 수 없는 약 1100nm 파장의 빛을 방출합니다. 따라서 EL 테스트 중에는 CCD 카메라를 사용하여 이러한 광자를 캡처한 다음 컴퓨터 처리 후 이미지 형식으로 표시해야 합니다. 3개 구성요소 EL 감지기는 숨겨진 균열 문제를 효과적으로 감지하여 비용을 절감할 수 있습니다.

결정질 실리콘 모듈에 전압을 가한 후 더 많은 전자와 정공이 여기되어 재결합하고 더 많은 광자가 방출되어 측정된 EL 이미지가 더 밝아집니다. 일부 영역의 EL 이미지가 상대적으로 어두우면 해당 영역(예: 그림 3의 배터리 중앙)에서 생성된 전자와 정공이 적다는 것을 의미하며, 이는 해당 영역에 결함(재결합 중심)이 있음을 나타냅니다. ; 일부 영역이 완전히 어두우면 전자와 정공의 재결합이 없거나(그림 3 및 4의 빨간색 선으로 표시) 방출된 빛이 다른 장애물(그림 3 및 4의 메인 게이트 라인)에 의해 방해된다는 의미입니다. 4) 신호를 감지할 수 없습니다.

그림 4 숨겨진 로브