晶体硅电池组件EL缺陷分析
晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析
晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析随着光伏技术的发展，晶体硅光伏组件已成为主流的光伏发电设备之一、在光伏组件生产过程中，常常会进行电致发光（EL）测试，通过对组件的EL图像进行分析，可以有效地检测出组件的缺陷。
本文将结合实际情况，介绍晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析。
首先，晶体硅光伏组件EL测试是一种非破坏性测试方法，通过在组件背面施加电压，使组件辐射出可见光，然后使用相机拍摄组件的照片。
通过分析照片中出现的亮点、暗点等特征，可以判断出组件是否存在缺陷。
在EL测试中，常见的缺陷包括细小裂纹、污染、气泡、焊点问题等。
细小裂纹是由于光伏组件在生产过程中产生的温度应力和机械应力引起的。
在EL图像中，细小裂纹会呈现为条状或弧状的亮线，通常与电池片之间的连接有关。
污染是指组件表面存在的杂质，如灰尘、油渍等。
在EL图像中，污染会呈现为不规则的暗斑点，通常分布在整个组件表面。
气泡是由于生产工艺不当或材料质量问题导致的。
在EL图像中，气泡通常呈现为圆形或半圆形的亮斑点。
焊点问题主要包括焊接不良、焊点开路等。
在EL图像中，焊接不良的区域会显示为不规则形状的亮斑，而焊点开路则没有亮斑。
针对这些常见的缺陷，可以采取一些措施进行分析和修复。
对于细小裂纹，可以通过改善工艺和材料选择来减轻温度和机械应力，同时加强的胶水的粘合度。
对于污染问题，可以通过增加清洗步骤或改进清洗工艺来减少。
对于气泡问题，可以通过改进生产工艺和选择更好的材料来避免气泡形成。
对于焊接问题，可以通过调整焊接参数、提高焊接工艺的稳定性来改善。
需要注意的是，EL测试虽然能够有效地检测出组件的缺陷，但并不能判断缺陷对组件性能的具体影响。
因此，在EL测试结果出现异常时，需要进一步进行其他测试来评估组件的性能和质量。
总之，晶体硅光伏组件EL测试是一种重要的缺陷分析方法，通过对EL图像的分析，可以有效地检测出组件的缺陷，为组件生产和质量控制提供有力的支持。
通过对常见的缺陷进行分析和修复措施的探讨，可以进一步提高光伏组件的质量和性能。
晶体硅光伏组件EL 测试的缺陷分析
，江苏省普通高校专业学位研究生实践创新计划项目(SJLX16_0212)，男，教授、博士、博士生导师，主要从事太阳能高效综合利用方面的研究。
bai_jianbo@图1 测试系统工作原理图暗室正向电流室温下的简易操作方法CCD 相机成像电致发光直流电源晶体硅电池2 实验2.1 实验方法本次实验采用水平对比的方法。
选取已在户外运行过的6块多晶硅光伏组件，且这些组件均来自同一厂家的同一批次，背板、封装材料及工艺等条件完全一样；所有组件在测试最大功率时都已依照IEC 61215的标准进行外观检测，无明显缺陷[3]。
实验过程及条件保持完全一致，都采Pasan 3A级瞬态太阳能模拟器记录组件在状态下的输出功率，然后再进行EL测试图3 测试桌面2.2.1 隐裂和碎片缺陷带来的影响从EL测试结果可以看出，2#组件中电池片a. 1#b. 2#c. 3#d. 4#e. 5#f. 6#图4 光伏组件的隐性缺陷图2 电子-空穴复合能带模型图光子，E=hv断栅缺陷带来的影响组件有断栅缺陷，其成像特点是两栅线之间出现竖直的纹路，而且断栅处往往发光强度较弱或不发光。
中4#与1#组件的性能参数可知，组件的功率比1#组件低12 W 数相差不大，但并联电阻差得较大，故推测是并联电阻导致的功率差异。
8 5#组件中缺陷电池片EL 7 4#组件中缺陷电池片EL 图9 3#组件进行PID 试验后EL 图像图10 4#组件进行PID 试验后EL 图像6 6#组件中缺陷电池片EL 5 2#组件中缺陷电池片EL 中5#与1#组件的性能参数可知，有黑片的组件与正常组件功率相差并联电阻相差也较大，因此推测是并联电阻造成产生原因分析：①组件焊接过程中造成的组件层压前混入低效电池片所造成；硅片材料质量差。
影响：组件功率和填充因子都会受到较大影响，黑片不对外提供功率，整块组件输出功率cn. All Rights Reserved.。
单晶PERC+SE电池EL缺陷分析
单晶PERC+SE电池EL缺陷分析摘要：重点分析研究晶硅太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原因，电池片EL常见缺陷主要分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。
通过对常见的EL缺陷分析研究及有利于改善电池片的产品质量，提升电池片成品的良率，还可进一步降低生产成本。
关键词：EL缺陷、改善、分析1引言随着晶硅太阳能单晶电池EL质量要求越来越高，提升晶硅太阳能单晶电池EL 质量变得尤为重要。
通过对单晶电池EL缺陷成因分析研究，可进一步改善电池片EL缺陷现象，实现晶硅电池质量提升和成本降低的目的。
2 EL测试原理介绍EL的测试原理主要是晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，电源向晶硅电池注入大量非平衡载流子，电致发光依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光，放出光子；再利用CCD相机捕捉这些光子，通过计算机处理后显示出来，整个的测试过程是在暗室中进行。
有缺陷的地方，少子扩散长度较低，所以显示出来的图像亮度较暗。
3 常见单晶PERC+SE电池EL缺陷常见单晶电池EL缺陷主要分为原材料类导致的EL缺陷及生产过程引入缺陷类。
3.1 EL整面发暗：图1：EL整面发暗图1为整面EL发暗缺陷，通过测试分析与正常片相比色度较暗。
根据二次酸洗验证后仍然EL整面发暗，此类异常初步认为因拉晶过程引入杂质含量过高引起硅片材料本身缺陷，导致电池片EL测试整面发暗。
3.2 EL电池片四周发黑：图2：EL电池片四周发黑图2为电池片EL四周发黑缺陷，电池片外观无明显表征，通过交叉排查发现PERC+SE硼扩散做低压工艺温度偏高、工艺时间短、负压压力过大对硅片表面损伤引起缺陷，导致电池片EL测试四周发黑。
3.3 EL电池片台面灯印：图3：EL电池片台面灯印图4：ASYS设备台面灯图3为电池片台面灯印缺陷，电池片外观无明显表征，图4为ASYS设备台面及异常片对比图，印刷过程中通过排查是ASYS台面吸片气压过大、台面灯发热，印刷过程中硅片接触台面灯时对硅片部分损伤严重，导致EL电池台面灯印，调小台面吸片气压。
晶体硅太阳电池缺陷分析
晶体硅太阳电池缺陷分析作者：姜明闫伟来源：《科技创新导报》 2015年第11期姜明闫伟(英利能源(中国)有限公司河北保定 071000)摘要：晶体硅太阳电池的出现，为人们生活提供了新的便利，但是这种电池在使用中也存在一定缺陷。
该文主要对晶体硅太阳电池缺陷进行分析，总结了晶体硅太阳电池的缺陷分类评价体系，从体系标准和缺陷类型的角度，列出常见的缺陷判定方法，然后对两种典型缺陷进行分析，主要有边缘漏电和裂纹，通过这种方式能够使相关人员更加快捷的掌握电池的具体情况，采取相应措施，确保晶体硅太阳电池的问题能够得到及时的修复，解决存在的隐患，让晶体硅太阳电池在使用中更加安全。
关键词：晶体硅太阳电池电池缺陷中图分类号：TM914.4文献标识码:A 文章编号：1674-098X(2015)04(b)-0216-01太阳能是世界的新型能源，晶体硅太阳电池技术在科技发展的推动下得到了迅猛的发展。
目前，在生产晶体硅太阳电池的生产中，因为制作情况和材料的原因，该电池会产生一定缺陷，下面针对晶体硅的太阳电池缺陷进行分析，并总结如下。
1 晶体硅太阳电池缺陷分类评价体系晶体硅太阳电池有很多缺陷，相关人员为了更好的分析这种缺陷和产生原因，应采取多种分析手段，并建立一个有效的检测体系和检测程序，总结缺陷分类评价体系，从而更好在生产厂商和科研机构推广。
1.1 体系标准首先要根据缺陷的名称和造成缺陷的原因为缺陷命名，相关人员要在测试中明确这种缺陷的主要表现，从而使使用该体系的人员能够更加快捷的确定这种缺陷的类型。
缺陷的形成机理与生产工艺过程有关，这些过程能为其提供合理的解释[1]。
相关人员要在缺陷的危险程度进行分析，并整合这种缺陷对电池性能以及其他方面的危害程度，在这种情况下，相关人员要也记录号缺陷出现的频率，其指标也要随着样本的增长而不断更新。
相关人员分析完晶体硅太阳电池存在的缺陷，要总结缺陷机理，提出规范合理的复返建议。
相关人员应根据缺陷的影响程度和面积大小，分析其是否具有一定回复力，然后对缺陷太阳电池的回收价值进行评估。
晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告课件
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缺陷种类九：过焊片
电池片过焊一般是在焊接工序产生的，过焊会造成电 池部分电流的收集障碍，该缺陷发生在主栅线的旁边。 成像特点是在EL图像下，黑色阴影部分从主栅线边缘延 副栅线方向整齐延伸。栅线外侧区域，一般为全黑阴影。 栅线之间一种是全黑 阴影，一种是由深至 浅的过渡阴影。我们 通过计算黑色区域的 面积来判定缺陷的级 别。
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缺陷种类一：黑心片
EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈 呈现黑色区域，该部分没有发出1150nm的红外光，故 红外相片中反映出黑心，此类发光现象和硅衬底少数载 流子浓度有关。这种电池片中心部位的电阻率偏高。
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缺陷种类二：黑团片
多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体 定向凝固时间，熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致 硅片内部位错缺陷。
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其他原因
8.组件扒皮返修过程中人员用力按压电池片也极易造 成破片。 9.层叠工序5S较差时异物吸附到组件内经过层压机层 压产生破片。 10.层压件堆放在托盘上超过规定数量或是运输过程中 颠簸均有可能导致电池片隐裂纹。 11.摔组件更是导致隐裂纹的罪魁祸首
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总结
对于我们组件制造环节来讲EL不良总体可以分为两 大类即来料原因和后期人为原因。虽然电池片的好坏 我们无法掌控，但是我们每个工序都可以做到及时发 现及时反馈，不让不良电池片流入下一道工序，同时 将不良电池片退回供应商以减少我们的损失。
晶体硅电池组件EL缺陷汇总及 原因分析报告
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EL检测原理
EL检测仪，又称太阳能组件电致发光缺陷检测仪，是 跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产 工艺监控的专用测试设备。给晶体硅电池组件正向通入 1-1.5倍Isc的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光， 测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于 电脑上。因为通 电发的光与PN结中离 子浓度有很大的关系， 因此可以根据图像来 判断硅片内部的状况。
晶体硅组件电致光(EL)检测应用及缺陷分析
晶体硅组件电致光（EL）检测应用及缺陷分析面对日益严重的生态环境和传统能源短缺等危机，光伏组件制造行业迅猛发展，光伏组件质量控制环节中测试手段的不断增强，原来的外观和电性能测试已经远远不能满足行业的需求。
目前一种可以测试晶体硅太阳电池及组件潜在缺陷的方法为行业内广泛采用，文章基于电致发光（Electroluminescence）的理论，介绍利用近红外检测方法，可以检测出晶体硅太阳电池及组件中常见的隐性缺陷。
主要包括：隐裂、黑心片、花片、断栅、短路等组件缺陷，同时结合组件测试过程中发现的缺陷对造成的原因加以分析总结。
标签：太阳能电池；组件；电致发光；缺陷分析；检测1 概述随着社会对绿色清洁能源的需求量急剧飙升，我国的组件生产量将进一步扩大，2010年中国太阳能电池产量达10673MW，占世界总额的44.7%，位居世界前列。
缺陷检测是太阳能电池组件生产制备过程中的核心步骤，因硅电池单元一般采用硅棒切割生产，在生产过程中容易受到损伤，产生虚焊、隐裂、断栅等问题，这些问题对电池的转换效率和使用寿命有着严重的影响，严重时将危害组件甚至光伏发电系统的稳定性[1]。
为了提高组件的效率及合格率，并能够针对各生产环节中产生的缺陷情况及时调整维护生产设备，需配备大量的在线缺陷检测设备。
电致发光（EL）检测由于其质量高、成本低、且能快速、准确识别出组件电池单元常见缺陷等特点，在组件封装生产环节中得到了广泛应用，该检测应用对整个光伏产业具有深刻意义和重大价值[1]。
2 电致发光（EL）测试原理在太阳能电池中，少子的扩散长度远远大于势垒宽度，因此电子和空穴通过势垒区时因复合而消失的几率很小，继续向扩散区扩散。
在正向偏压下，p-n结势垒区和扩散区注入了少数载流子。
这些非平衡少数载流子不断与多数载流子复合而发光，这就是太阳电池电致发光的基本原理[2]。
太阳能电池电致发光（Electroluminescence）测试，又称场致发光测试，简称EL测试。
晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究
晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究【摘要】重点分析研究晶硅太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原因，电池片EL常见缺陷主要分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。
通过对常见的EL缺陷分析研究及有利于改善电池片的产品质量，提升电池片成品的良率，还可进一步降低生产成本。
1.引言随着晶硅太阳能单晶电池EL质量要求越来越高，提升晶硅太阳能单晶电池EL质量变得尤为重要。
通过对单晶电池EL缺陷成因分析研究，可进一步改善电池片EL缺陷现象，实现晶硅电池质量提升和成本降低的目的。
2.EL技术介绍EL的测试原理主要是晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，电源向晶硅电池注入大量非平衡载流子，电致发光依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光，放出光子；再利用CCD相机捕捉这些光子，通过计算机处理后显示出来，整个的测试过程是在暗室中进行。
有缺陷的地方，少子扩散长度较低，所以显示出来的图像亮度较暗。
3.常见晶硅太阳能电池EL缺陷常见晶硅太阳能电池EL缺陷主要分为原材料类导致的EL缺陷及生产过程引入缺陷类。
3.1面状EL发暗缺陷图1为面状EL发暗缺陷，通过测试分析与正常片相比色度较暗，通过WT1200面少子寿命测试仪器测试，图2显示整体面少子发暗片相比正常片偏低，利用酸溶液抛光电极重新制绒测碘钝化少子寿命，表1显示面状发暗少子寿命明显低于正常片。
原料面少子主要与材料存在关联。
此种材料缺陷势必导致硅的非平衡少数载流子浓度降低，降低该区域的EL发光强度。
此类原材来异常初步认为因拉晶过程引入杂质含量过高引起硅片材料本身缺陷，导致电池片EL测试面状发暗。
测试发暗片量子响应，与正常片对比，发暗片长波段量子响应明显偏低，趋势与原材料黑芯片类似长波段明显偏低。
测试图片如下所示。
3.2生产过程常见的EL缺陷3.2.1 EL云雾片缺陷类型1图3中分别为晶硅太阳能电池正常片EL、边角、面状云雾状EL发黑缺陷片。
通过TLM测试仪器分别测试正常片、边角,面状云雾状EL 发黑缺陷片面接触电阻。
干货组件常见EL缺陷
干货组件常见EL缺陷组件EL（Electroluminescence）检测中文名为电致发光缺陷检测，是根据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测。
给晶体硅电池组件通入1-1.5倍Isc的正向电流，硅片会发出1000-1100nm的红外光，同时摄像头可以捕捉到这个波长范围内的光并在电脑上成像。
可以通过不同的发光及图像状态来判断组件电池内部状况。
目前行业内比较常见的EL缺陷分为以下七种。
黑心片下列EL图片中可以看到大量中心一圈呈现黑色区域的电池片，黑色部分没有发出1150nm的红外光，无法被摄像头捕捉到，因此成黑色像。
此类现象是由于硅材料中硅的平衡少数载流子浓度偏低，从而降低了该区域的EL发光强度。
黑斑片黑斑片形成的原因主要有人为因素、环境因素及机械不稳定等因素，最有可能是在电池片制程过程中硅材料受到其他杂质，造成硅片的一些缺陷及污染。
从而在有缺陷的区域，少子扩散长度降低，发光强度弱。
短路黑片、非短路黑片电池片黑片有两种，全黑片称之为短路黑片，通常是由于焊接造成的短路或者混入了无功率电池片造成的。
另外一种除边缘发光外全黑的称之为非短路黑片，这种电池片大多产生于单面扩散工艺或是湿法刻蚀工艺，在PE扩散面放反导致在背面镀膜印刷，使得PN结成反向。
断栅片电池片断栅主要在生产环节和人为使用环节造成。
在丝网印刷工序时，由于浆料问题或者丝网印刷参数设置不当导致印刷不良。
当然在组件工厂做前期单片分选过程中也会不同程度的造成一些断栅或者划痕。
过焊片电池片过焊一般是焊接温度过高造成的，过焊会造成电池部分电流的收集障碍，该缺陷发生在主栅线的旁边。
在早期人工焊接时发生较多，现在行业内基本都采用机焊，此类缺陷发生概率很少。
明暗片明暗片是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中，电流较大则成像较亮，反之则较暗，电流差异越大，明暗差异就越明显。
此类混档片会导致组件热斑效应，造成热击穿降低组件寿命，同时又影响系统发电能力。
隐片、破片裂隐裂片在EL测试下产生明显的明暗差异的纹路（黑线）。
组件EL中的电池缺陷及隐裂分析报告
角码尺寸问题 角码与边框不匹配
背板补胶台
装框机抖动 气缸充气压力不均
流水线不平整
定位不精确，导致组 件边缘受力较大 组件定位
装框机机
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2、电池片的隐裂会加速电池片功率衰减。
3、电池片的隐裂会影响组件的正常使用寿命。
4、电池片的隐裂会在机械载荷下扩大，有可能会导致开路性的破损。
5、长度超过1mm的隐裂将不能承受2400PA的压力
反杨五大臣，善穆义勇人
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1、我司隐裂现状调查 2、针对各工序的原因分析及改善对策 3、改善结果
图1
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非常见缺陷-网印漏 浆
2、3号机污染 成因：失效原因是银浆污染，造成烧穿SiNx薄膜困难，污染区域未能形成良 好欧姆接触。 品质影响分析： 3号机污染可能引起Eff失效，以及Trash失效，其EL测试图 如图2；主要特征为呈黑色区域面积较大，且分布着许多白色斑点。
图2
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隐裂的危害 隐裂原因分析 隐裂改善措施及控制要点
装框后
层压后 反杨五大臣，善穆义勇人
层叠后
清洗后
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原因分析----装框工序
通过上述对各工序造成隐裂对比，装框工序是造成隐裂的主要工序，对装 框工序造成隐裂的原因进行头脑风暴分析，结果如下：
法
削边人员操作 装框抬组件力度 员工爬在组件上打胶
人
员工无隐裂意识 缺少隐裂只是培训
背板补胶作业方法 使用蛮力 装接线盒 没有固定的安装桌
反杨五大臣，善穆义勇人
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目前两种多晶铸锭技术 1 传统Bridgman（常用） 2 浇注技术（京瓷、Deutsche solar） 该技术通常采用的结晶技术为1cm/h（对于 大型硅锭，相当于10KG/h）。过快的结晶 速度，导致固液界面处出现较大的温度梯度， 从而导致位错的富集。
晶体硅电池组件EL缺陷分析
晶体硅电池组件EL缺陷分析
EL检测仪，又称太阳能组件电致发光缺陷检测仪，是跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产工艺监控的专用测试设备。
给晶体硅电池组件正向通入1-1.5倍Isc 的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光，测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于电脑上。
因为通电发的光与PN结中离子浓度有很大的关系，因此可以根据图像来判断硅片内部的状况。
缺陷种类一：黑心片EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈呈现黑色区域，该部分没有发出1150nm的红外光，故红外相片中反映出黑心，此类发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关。
这种电池片中心部位的电阻率偏高。
缺陷种类一：黑心片缺陷种类二：黑团片多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体定向凝固时间，熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致硅片内部位错缺陷。
缺陷种类二：黑团片缺陷种类三：黑斑片黑斑片一般是由于硅料受到其他杂质污染所致。
通常少数载流子的寿命和污染杂质含量及位错密度有关。
黑斑中心区域位错密度>107个/cm2，黑斑边缘区域位错密度>106个/cm2均为标准要求的1000～10000倍这是相当大的位错密度。
缺陷种类三：黑斑片缺陷种类四：短路黑片缺陷种类五：非短路黑片短路黑片、非短路黑片成因电池片黑片有两种，全黑的我们称之为短路黑片，通常是由于焊接造成的短路或者混入了低效电池片造成的。
而边缘发亮的黑片我们称之为非短路黑片，这种电池片大多产生于单面扩散工艺或是湿法刻蚀工艺，单面扩散放反导致在背面镀膜印刷，造成是PN结反，也就是我们通常所说的N型片，这种电池片会造成IV测试曲线呈现台阶，整个组件功率和填充因子都会受到较大影响。
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【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告精讲29页PPT
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总 及分析报告精讲
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告PPT文档共29页
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
《用电致发光(EL)法分析检测晶硅太阳电池的工艺》范文
《用电致发光（EL）法分析检测晶硅太阳电池的工艺》篇一一、引言随着科技的发展，晶硅太阳电池已成为现代绿色能源领域的重要一环。
为了确保其性能的稳定和高效，对生产过程中的检测与分析显得尤为重要。
电致发光（Electroluminescence，简称EL）法作为一种有效的非破坏性检测手段，被广泛应用于晶硅太阳电池的工艺分析中。
本文将详细介绍用电致发光法分析检测晶硅太阳电池的工艺，以期为相关研究提供参考。
二、电致发光（EL）法基本原理电致发光法是一种通过在特定电压下激发太阳能电池的电子和空穴复合过程，从而产生光辐射的技术。
在晶硅太阳电池中，当施加电压时，电子和空穴在PN结内运动并发生复合，形成发光现象。
通过对这一过程的发光强度、颜色和发光图案的观察与分析，可以了解太阳电池内部的结构和性能状况。
三、EL法在晶硅太阳电池工艺分析中的应用1. 检测电池内部结构缺陷：通过EL图像，可以观察到电池内部的微小缺陷，如裂纹、杂质等。
这些缺陷会影响电池的光电转换效率。
通过分析EL图像，可以及时发现并修复这些缺陷，提高电池的效率。
2. 分析电池工艺过程：在晶硅太阳电池的生产过程中，EL法可以用于监测各个工艺环节的质量。
通过对不同工艺阶段的EL 图像进行比较和分析，可以找出生产过程中的问题，及时调整工艺参数，从而提高产品的质量。
3. 评估电池性能：EL法可以评估太阳电池的光电性能，如开路电压、短路电流等。
通过对EL图像的定量分析，可以了解电池的性能状况，为后续的优化提供依据。
四、EL法在晶硅太阳电池工艺分析中的优势1. 非破坏性检测：EL法是一种非破坏性检测方法，可以在不损坏太阳电池的情况下进行检测和分析。
2. 高灵敏度：EL法可以检测出微小的缺陷和结构变化，具有较高的灵敏度。
3. 快速便捷：EL法可以在短时间内完成对太阳电池的检测和分析，提高生产效率。
4. 适用范围广：EL法适用于各种类型的晶硅太阳电池，具有较广的适用范围。
EL测试不良组件分析
第一张可能是背电极和背场接触不好（看一下电池片背电极和背铝印刷是否偏移），断栅也是有可能的，但断成这样简直难以想象，概率较低，隐裂我认为几乎不可能，不规则的黑斑也可能是印刷问题（局部漏印、重印），图上还有典型局部断栅和疑似虚焊的现象，全黑的估计是断栅了，
第二张有片电池片主栅处黑斑有可能是边缘漏电造成的（边缘局部上下PN结导通，可能有浆料在边缘上）或是正银梅烧好，全黑片有可能是击穿或烧穿的片子，还有可能就是串焊的焊地叠片了，这样也会全黑的。
第三张烧结污染比较严重，电池片效率也可能不尽在同一档位上，可能是刻蚀的问题。
电阻率不均匀。
电池片受到污染，局部反向漏电流过大导致。
工艺污染，但是有电性能！原材料硅片污染
1.电池片制作存在问题，有规律性的花纹
2.各种电流档电池片混用，制作组件后造成明显的亮暗串，对曲线图有一定影响
3.隐裂较多，对曲线图会产生一定的影响
黑心片只有一片，其余的片子都正常，主要问题还是出在电池片分档问题上，电池片电阻率不同（打个比方：直径10米的管子跟直径1米的管子借一起，你说电流能以多大的直径通过这个管子？）
第一和第三个图片上面可以看出很明显的烧结履带印，是电池的烧结存在问题；
第二个图片上是由于电池的丝网擦片返工导致的，上面有很多的漏电点；
此组件作出后，IV测试会出现台阶曲线，组件命中率很低，其他方面不会存在问题。
扩散面放反导致背面镀膜印刷了，PN结烧反了
边缘发亮的是：扩散面放反导致背面镀膜印刷了，也就是PN结反。
里面有亮点的：背铝印刷、烧结、逆电流不合格的片子，当然绒面扩散后受损导致局部击穿也有可能，就是有点过了。
晶体硅组件电致光(EL)检测应用及缺陷分析
晶体硅组件电致光（EL）检测应用及缺陷分析作者：王盛强李婷婷来源：《科技创新与应用》2016年第01期摘要：面对日益严重的生态环境和传统能源短缺等危机，光伏组件制造行业迅猛发展，光伏组件质量控制环节中测试手段的不断增强，原来的外观和电性能测试已经远远不能满足行业的需求。
目前一种可以测试晶体硅太阳电池及组件潜在缺陷的方法为行业内广泛采用，文章基于电致发光（Electroluminescence）的理论，介绍利用近红外检测方法，可以检测出晶体硅太阳电池及组件中常见的隐性缺陷。
主要包括：隐裂、黑心片、花片、断栅、短路等组件缺陷，同时结合组件测试过程中发现的缺陷对造成的原因加以分析总结。
关键词：太阳能电池；组件；电致发光；缺陷分析；检测1 概述随着社会对绿色清洁能源的需求量急剧飙升，我国的组件生产量将进一步扩大，2010年中国太阳能电池产量达10673MW，占世界总额的44.7%，位居世界前列。
缺陷检测是太阳能电池组件生产制备过程中的核心步骤，因硅电池单元一般采用硅棒切割生产，在生产过程中容易受到损伤，产生虚焊、隐裂、断栅等问题，这些问题对电池的转换效率和使用寿命有着严重的影响，严重时将危害组件甚至光伏发电系统的稳定性[1]。
为了提高组件的效率及合格率，并能够针对各生产环节中产生的缺陷情况及时调整维护生产设备，需配备大量的在线缺陷检测设备。
电致发光（EL）检测由于其质量高、成本低、且能快速、准确识别出组件电池单元常见缺陷等特点，在组件封装生产环节中得到了广泛应用，该检测应用对整个光伏产业具有深刻意义和重大价值[1]。
2 电致发光（EL）测试原理在太阳能电池中，少子的扩散长度远远大于势垒宽度，因此电子和空穴通过势垒区时因复合而消失的几率很小，继续向扩散区扩散。
在正向偏压下，p-n结势垒区和扩散区注入了少数载流子。
这些非平衡少数载流子不断与多数载流子复合而发光，这就是太阳电池电致发光的基本原理[2]。
太阳能电池电致发光（Electroluminescence）测试，又称场致发光测试，简称EL测试。
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告29页PPT
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总 及分析报告
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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晶体硅电池组件常见EL问题及解决方法(原创)
异常分类
原因
解决方法
判定原则
1、黑芯片
原片质量问题
返工并反馈厂家
不可投
2、黑团片
原片质量问题
返工并反馈厂家
阴影面积≤10%
3、黑斑片
原片质量问题
返工并反馈厂家
阴影面积≤10%
4、短路黑片
焊接短路ห้องสมุดไป่ตู้
返工
不可判为A级品
5、非短路黑片
PN结反
返工
不可判为A级品
6、网格片
烧结温度不当
裂纹≤10%边长
24、人员摔组件导致的破片
人员意识太差
提高清胶和装框员工意识强化管理禁止野蛮操作
效面积≤5%
属0级缺陷可通过
A级品
7、断栅
栅线印刷不良
属0级缺陷可通过
A级品
8、过焊
焊接不良
改善焊接温度优化焊接手法
阴影面积≤5%
9、明暗片
混入不同功率电池片
串焊机两头上料保持一致
返工选用相同档电池片
成品组件通过
10、局部断路片
背电极印刷偏移
层压前及时返工
不可投
11、穿孔
硅片质量问题
返工并反馈厂家
不可投
12、EL探针导致的裂纹
调整自动焊接机折痕模块位置
效面积≤5%
17、叉车短托盘长造成的裂纹
叉车与托盘不匹配
使用长臂叉车或在托盘下增加加强筋
裂纹≤10%边长
18、清胶造成的裂纹
泡沫垫使用不当
规范统一泡沫垫的大小和高度
裂纹≤10%边长
19、层压机造成的破片
层压机压力过大
调整层压机上腔真空度减小压力
el缺陷判定标准
el缺陷判定标准
EL缺陷判定标准主要关注的是光伏组件的缺陷类型和位置，以及亮度均匀性、亮点和暗点等质量指标。
1.缺陷类型和位置：国家判定标准对不同类型的缺陷和其对应的位置设定了评估指标，如热斑、电池片隐裂、电池片损坏、电池片缺角、电池片崩边等。
2.亮度均匀性：这是评估组件发光均匀性的重要参数，国家判定标准对EL亮度均匀性有明确的要求，以确保组件光伏转化效率的稳定性和一致性。
3.亮点和暗点：EL亮点和暗点是EL图像中明显的亮度异常点，通常是组件内部缺陷的表现。
国家判定标准对EL亮点和暗点的评估设定了明确的标准和指标，以判断组件是否符合质量要求。
此外，国家判定标准还包括对其他参数的要求，如EL分辨率、分辨率误差等，这些参数可以全面评估光伏组件的质量。
干货EL测试常见缺陷分析！
干货EL测试常见缺陷分析！摘要：基于电致发光（Electroluminescence,EL）的理论，本文介绍了利用近红外检测的方法，检测出了晶体硅太阳电池和组件内部常见的隐性缺陷。
这些缺陷包括：材料缺陷、高温扩散缺陷、金属化缺陷、高温烧结缺陷、工艺诱生污染以及生产过程中的裂纹等，并简要分析了造成这些缺陷的原因，通过EL测试可以发现以往常规手段难以发现的品质缺陷，对电池品质提升大有裨益。
引言随着光伏行业的迅猛发展，光伏产业已经度过了野蛮生长阶段，光伏产品的质量要求也在不断提高，光伏组件质量控制环节中测试手段的不断增强，原来的成品外观检验和电性能基础测试已无法满足行业的对产品质量的需求。
目前EL测试设备已经被大部分光伏制造企业应用于晶体硅太阳电池及组件生产线，用于成品检验或在线产品质量控制，EL是英文electroluminescence的简写，中文叫做电致发光或场致发光。
1、EL测试的原理在晶硅电池内部，只有少子的扩散长度大于势垒宽度，电子和空穴才能通过势垒区时而不会因复合而消失。
正向偏置电压下，p-n结势垒区和扩散区注入了少数载流子，这些非平衡少数载流子不断与多数载流子复合而发光，这就是太阳电池电致发光的基本原理[1]（见图1[2]）。
ELTester测试的原理：在暗室中，对晶硅电池外加正向偏置电压，其目的是向晶硅电池注入大量非平衡载流子，并依靠从扩散区注入的非平衡载流子不断地复合，产生光子。
再利用噪音小，且在900-1100nm光谱范围内具有较高灵敏度的CCD相机捕获到部分光子，然后经过计算机进行处理后，以图像的形式显示出来。
[3]（见图2）。
EL测试图像的明暗度与电池片的少子扩散长度和电流密度成正比（见图3[4]），当晶硅太阳电池内部存在缺陷时，其少子寿命分布会出现明显差异，从而导致图像显示存在明暗差异。
通过对EL测试图像分析可以及时清晰的发现晶硅电池及组件内部存在的隐性缺陷，这些缺陷包括硅材料缺陷（位错、层错、参杂异常）、扩散缺陷（方阻不均匀）、印刷缺陷（断栅、虚印）、烧结缺陷（履带印）、工艺污染以及组件封装过程中的隐形裂纹等。
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晶体硅电池组件EL缺陷分析
EL检测仪，又称太阳能组件电致发光缺陷检测仪，是跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产工艺监控的专用测试设备。
给晶体硅电池组件正向通入1-1.5倍Isc 的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光，测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于电脑上。
因为通电发的光与PN结中离子浓度有很大的关系，因此可以根据图像来判断硅片内部的状况。
缺陷种类一：黑心片
EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈呈现黑色区域，该部分没有发出1150nm的红外光，故红外相片中反映出黑心，此类发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关。
这种电池片中心部位的电阻率偏高。
缺陷种类一：黑心片
缺陷种类二：黑团片
多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体定向凝固时间，熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致硅片内部位错缺陷。
缺陷种类二：黑团片
缺陷种类三：黑斑片
黑斑片一般是由于硅料受到其他杂质污染所致。
通常少数载流子的寿命和污染杂质含量及位错密度有关。
黑斑中心区域位错密度>107个/cm2，黑斑边缘区域位错密度>106个/cm2均为标准要求的1000～10000倍这是相当大的位错密度。
缺陷种类三：黑斑片
缺陷种类四：短路黑片
缺陷种类五：非短路黑片
短路黑片、非短路黑片成因
电池片黑片有两种，全黑的我们称之为短路黑片，通常是由于焊接造成的短路或者混入了低效电池片造成的。
而边缘发亮的黑片我们称之为非短路黑片，这种电池片大多产生于单面扩散工艺或是湿法刻蚀工艺，单面扩散放反导致在背面镀膜印刷，造成是PN结反，也就是我们通常所说的N型片，这种电池片会造成IV测试曲线呈现台阶，整个组件功率和填充因子都会受到较大影响。
缺陷种类六：网格片
网格片是由于电池片在烧结过程中温度不当所致，网纹印属于0级缺陷，下图所示的网格片组件可以判为A级品。
缺陷种类六：网格片
缺陷种类七：断栅片
电池片断栅是在丝网印刷时造成的，由于浆料问题或者网版问题导致印刷不良。
轻微的断栅对组件影响不是很大，但是如果断栅严重则会影响到单片电池片的电流从而影响到整个组件的电性能。
缺陷种类七：断栅片
缺陷种类八：过焊片
电池片过焊一般是在焊接工序产生的，过焊会造成电池部分电流的收集障碍，该缺陷发生在主栅线的旁边。
成像特点是在EL图像下，黑色阴影部分从主栅线边缘延副栅线方向整齐延伸。
栅线外侧区域，一般为全黑阴影。
栅线之间一种是全黑阴影，一种是由深至浅的过渡阴影。
我们通过计算黑色区域的面积来判定缺陷的级别。
缺陷种类八：过焊片
缺陷种类九：明暗片
明暗片是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中，特别明亮的电池片是电流较大的电池片，电流差异越大，亮度的差异就越明显。
混档会导致高档次的电池片在组件工作过程中不能彻底发挥其发电能力，从而造成浪费。
缺陷种类九：明暗片
缺陷种类十：局部断路片
电池片沿着主栅线的一边全部为黑色表明这一边的电子无法被主栅线收集，通常是由于电池片背面印刷偏移导致铝背场和背电极印无法接触从而形成了局部断路。
我们应该在层压前EL加强检验及时将这种电池片挑出，防止流入后道工序。
缺陷种类十：局部断路片
缺陷种类十一：裂纹片、破片
裂纹片的成像特点是裂纹在EL测试下产生明显的明暗差异的纹路（黑线）。
裂纹可能造成电池片部分毁坏或电流的缺失。
在EL测试下，如果表现为以裂纹为边缘的一片区域呈完全的黑色，那么该区域为破片。
裂纹会造成其横贯的副栅线断裂，从而影响电流收集。
而主栅线因有镀锡铜带相连，不会造成断路。
根据此特性，各种裂纹造成的电池失效面积如下：
缺陷种类十一：裂纹片、破片
隐裂片、破片原因分析
由于产生隐裂片和破片的原因非常复杂，各种类型的外力因素均可能造成电池片裂纹甚至破片，因此很难寻求统一规律或得出确定性答案，因此现只对有可能造成晶体硅电池组件隐裂纹或破片的原因做探索性分析。