太陽(yáng)能發(fā)電工程質(zhì)量保證體系包括設(shè)計(jì)階段的性能、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性考慮，及材料和設(shè)備的優(yōu)化，以提高系統(tǒng)整體性能。光伏電站需在25年或更長(zhǎng)的預(yù)計(jì)壽命內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，太陽(yáng)能組件需在惡劣環(huán)境如高濕度、紫外線(xiàn)、熱循環(huán)、強(qiáng)風(fēng)、腐蝕性空氣及冰雹等影響下，持續(xù)工作超過(guò)20年。這要求對(duì)包含數(shù)百萬(wàn)組件的電站進(jìn)行嚴(yán)格的運(yùn)維管理，以識(shí)別和修復(fù)可能存在的安全隱患，確保電站安全高效運(yùn)行。

電致發(fā)光(EL)技術(shù)在光伏電站的應(yīng)用

EL測(cè)試儀作為光伏行業(yè)質(zhì)量檢測(cè)和維護(hù)的重要工具，通過(guò)向光伏電池組件施加正向電壓，激發(fā)內(nèi)部材料的光子，利用高靈敏度的相機(jī)捕捉這些光子并轉(zhuǎn)化為可視化圖像，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)缺陷識(shí)別。EL測(cè)試儀具備非破壞性檢測(cè)的特點(diǎn)，高效檢測(cè)能力，以及便攜式設(shè)計(jì)，大大提高了光伏電站的檢測(cè)效率和運(yùn)維水平。EL成像技術(shù)與背景

不同的基于成像的光伏電站檢測(cè)方法

原理：半導(dǎo)體材料中的發(fā)光是電荷載流子從高能態(tài)到低能態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射光子的過(guò)程，發(fā)光強(qiáng)度與材料質(zhì)量及二極管電壓相關(guān)，可作為局部材料質(zhì)量的表征。

類(lèi)型：常見(jiàn)的有 EL 成像（通過(guò)注入電流產(chǎn)生過(guò)剩載流子）和 PL 成像（通過(guò)光子入射產(chǎn)生載流子），二者在檢測(cè)電缺陷方面等效。

發(fā)光光譜以及典型的PL和EL測(cè)量裝置示意圖

光譜特性：范圍從大約1000納米到1300納米，峰值在1150納米左右。

PL測(cè)量設(shè)置：在PL測(cè)量中，設(shè)備由一個(gè)高功率光源（通常是激光或發(fā)光二極管(LED)）照明，然后設(shè)備隨后發(fā)出一個(gè)發(fā)光信號(hào)，被一個(gè)合適的數(shù)字相機(jī)捕獲。

EL測(cè)量設(shè)置：在EL成像中，光源被電源替換，電流通過(guò)太陽(yáng)能電池的電氣接觸點(diǎn)注入。EL成像基于與LED相同的過(guò)程，區(qū)別在于太陽(yáng)能電池在大面積上發(fā)射少量（紅外）光，而LED的光輸出（主要是可見(jiàn)光）可以非常大，且從一個(gè)非常小的區(qū)域發(fā)射。戶(hù)外發(fā)光成像EL的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

紅外（IR）圖像與電致發(fā)光（EL）圖像的對(duì)比

組件缺陷展示：兩個(gè)太陽(yáng)能組件的紅外圖像與對(duì)應(yīng)的EL圖像，其中一個(gè)組件存在廣泛的裂紋和一些孤立的電池區(qū)域，另一個(gè)組件受到嚴(yán)重短路影響。通過(guò)對(duì)比，EL圖像能夠揭示更多的故障細(xì)節(jié)，如裂紋、PID（潛在誘導(dǎo)退化）等，而紅外圖像則無(wú)法清晰顯示這些缺陷。

太陽(yáng)能電站檢測(cè)：進(jìn)一步比較了熱紅外和EL測(cè)量在大規(guī)模太陽(yáng)能電站中的應(yīng)用。在這個(gè)例子中，熱紅外圖像僅暗示了一個(gè)組件中的旁路二極管故障，而EL圖像還識(shí)別了其他缺陷，如由于施工不當(dāng)造成的背板劃痕。

與戶(hù)外發(fā)光成像相關(guān)的各種光學(xué)光譜

AM1.5 太陽(yáng)光譜（紅線(xiàn)）：表示標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下地球表面接收的太陽(yáng)輻射光譜分布?？梢?jiàn)光和近紅外區(qū)域強(qiáng)度強(qiáng)，約 1150nm 處有強(qiáng)水蒸氣吸收帶，影響戶(hù)外發(fā)光測(cè)量。硅發(fā)光光譜（黑線(xiàn)）：硅受激發(fā)光集中在近紅外，峰值約 1150nm，與太陽(yáng)光譜水蒸氣吸收帶位置近。此巧合利于白天 PL 測(cè)量，合適濾波可減少干擾、提取發(fā)光信號(hào)。硅 CCD 光譜響應(yīng)（綠線(xiàn)）：顯示硅 CCD 相機(jī)不同波長(zhǎng)靈敏度，1150nm 附近低。白天因陽(yáng)光干擾不適合測(cè)硅發(fā)光信號(hào)，夜間可用于 EL 成像，成本低、分辨率高。InGaAs 相機(jī)光譜響應(yīng)（藍(lán)線(xiàn)）：1150nm 區(qū)域靈敏度高，接近理想探測(cè)器光譜響應(yīng)。是白天戶(hù)外發(fā)光成像理想選擇，能測(cè)微弱信號(hào)，但成本高、分辨率相對(duì)低。光學(xué)帶通濾波器：圖中的藍(lán)色陰影區(qū)域表示用于日間測(cè)量的光學(xué)帶通濾波器的典型光譜范圍。這種濾波器用于減少太陽(yáng)光的干擾，使得在強(qiáng)光條件下也能檢測(cè)到微弱的發(fā)光信號(hào)。戶(hù)外發(fā)光成像（EL）技術(shù)在光伏電站檢查中的重要性，尤其是在提供詳細(xì)和準(zhǔn)確的光伏組件質(zhì)量評(píng)估方面。盡管存在一些挑戰(zhàn)，如操作復(fù)雜性、成本和設(shè)備要求，但發(fā)光成像（EL）技術(shù)在識(shí)別光伏組件缺陷和退化方面的優(yōu)勢(shì)使其成為光伏電站維護(hù)和評(píng)估中不可或缺的工具。夜間戶(hù)外EL成像的優(yōu)勢(shì)

夜間戶(hù)外電致發(fā)光（EL）成像

無(wú)論是CMOS相機(jī)還是InGaAs相機(jī)，都能夠產(chǎn)生高分辨率的EL圖像，這對(duì)于識(shí)別和分析光伏組件中的缺陷至關(guān)重要。

通過(guò)比較兩種相機(jī)的成像結(jié)果，可以看出InGaAs相機(jī)在捕捉快速變化的EL信號(hào)方面具有優(yōu)勢(shì)，而CMOS相機(jī)則在成本和分辨率方面更具優(yōu)勢(shì)。

夜間電致發(fā)光（EL）成像在檢測(cè)不同類(lèi)型光伏組件缺陷時(shí)的效果

缺陷檢測(cè)能力：通過(guò)實(shí)際的EL圖像展示了EL成像技術(shù)在檢測(cè)不同類(lèi)型的光伏組件缺陷方面的能力，包括物理?yè)p傷（如裂紋和劃痕）和材料退化（如PID）。

成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：EL成像技術(shù)能夠提供高對(duì)比度的圖像，使得即使是微小的缺陷也能被清晰地識(shí)別出來(lái)，這對(duì)于光伏組件的質(zhì)量和性能評(píng)估至關(guān)重要。

不同相機(jī)的應(yīng)用：圖c特別提到了使用InGaAs相機(jī)拍攝的圖像，這表明在某些情況下，可能需要使用特定的相機(jī)技術(shù)來(lái)檢測(cè)特定類(lèi)型的缺陷，尤其是在信號(hào)較弱的情況下。

質(zhì)量控制和維護(hù)：EL圖像為光伏電站的運(yùn)維人員提供了一種有效的工具，用于識(shí)別和定位需要維修或更換的組件，從而提高整個(gè)電站的運(yùn)行效率和可靠性。戶(hù)外EL（電致發(fā)光）成像的檢測(cè)工作流程

現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：EL測(cè)量系統(tǒng)通常在白天準(zhǔn)備就緒，并根據(jù)要測(cè)量的組件的大小和布局進(jìn)行配置。電氣準(zhǔn)備：在黎明時(shí)分，當(dāng)光伏電廠(chǎng)產(chǎn)生的電力非常低時(shí)，進(jìn)行電氣準(zhǔn)備工作，即將所有要測(cè)量的字符串連接到多路復(fù)用器和電源。

暗光測(cè)量：在光線(xiàn)非常暗的情況下開(kāi)始進(jìn)行暗光EL測(cè)量。

移動(dòng)和監(jiān)測(cè)：對(duì)于橋接系統(tǒng)，需要兩個(gè)人移動(dòng)支撐系統(tǒng)。在測(cè)量過(guò)程中，持續(xù)監(jiān)測(cè)圖像質(zhì)量，并記錄每個(gè)圖像的組件位置。電致發(fā)光（EL）檢測(cè)是一種高效的工具，能夠識(shí)別光伏組件在生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的多種故障。它尤其在光伏電站25年使用壽命的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上發(fā)揮重要作用，包括：

• 系統(tǒng)建成后的初始驗(yàn)收測(cè)試
• 缺陷責(zé)任期滿(mǎn)前的最終驗(yàn)收測(cè)試
• 制造商保修期結(jié)束前的預(yù)防性維護(hù)

美能便攜式EL測(cè)試儀

美能便攜式EL檢測(cè)儀是一款專(zhuān)注于檢測(cè)光伏電站及移動(dòng)式組件標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備。在白天夜晚均可準(zhǔn)確檢測(cè)出光伏太陽(yáng)能板內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題，包括：斷柵、隱裂、破片、碎片、虛焊、燒結(jié)網(wǎng)紋、黑芯、黑邊、混檔、低效率片、邊緣過(guò)刻、PID、衰減、熱斑衰減等參數(shù)，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單。

• 便攜：整機(jī)重量輕，設(shè)備便于攜帶，易于組裝

• 分辨率：2476萬(wàn)像素（4000*6000）

• 芯片：工業(yè)CMOS

鏡頭：30萬(wàn)像素 紅外鏡頭

隨著太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，便攜式EL檢測(cè)儀成為了光伏行業(yè)中不可或缺的工具。美能便攜式EL檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)考慮到了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)際需求，整機(jī)重量輕，便于攜帶和操作，使其能夠在各種現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行快速檢測(cè)。

在光伏電站的運(yùn)維中，美能便攜式EL檢測(cè)儀的應(yīng)用范圍廣泛，從廠(chǎng)家來(lái)料檢測(cè)到安裝前檢測(cè)，再到后期運(yùn)維，它都能提供重要的質(zhì)量檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)控制，提高了電站的整體質(zhì)量和運(yùn)行效率。

原文出處：Outdoor luminescence imaging of field-deployed PV modules

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