Elektroluminescencja (EL) to metoda badania modułów fotowoltaicznych, w której przez moduł przepuszcza się prąd stały w kierunku przewodzenia, a kamera czuła na bliską podczerwień rejestruje światło emitowane przez ogniwa. Ogniwo działa wtedy odwrotnie niż zwykle: zamiast zamieniać światło na prąd, zamienia prąd na słabe świecenie. Miejsca, które nie przewodzą albo są uszkodzone, świecą słabiej i na zdjęciu wychodzą ciemne, więc badanie EL pokazuje mikropęknięcia i inne wady niewidoczne gołym okiem.
Jak wygląda badanie
Raport IEA PVPS (Task 13) opisuje je tak: prąd z zewnętrznego zasilacza, kamera z matrycą krzemową (CCD, CMOS) albo InGaAs, i możliwie ciemne otoczenie. Ogniwa krzemowe świecą najsilniej przy długości fali około 1150 nm, czyli poza zakresem widzianym przez oko. W laboratorium i fabryce robi się to w zaciemnionej kabinie, w terenie pod zasłoną albo po zachodzie słońca, w nocy. Metodę opisuje specyfikacja techniczna IEC TS 60904-13.
Na obrazie EL widać m.in.:
- pęknięcia ogniw, jako ciemne linie i odcięte, ciemne fragmenty,
- wadliwe luty i zwarte ogniwa, jako ciemniejsze obszary albo całe ciemne ogniwa,
- ogniwa o różnej jakości w jednym module, jako różnice jasności,
- skutki PID: ogniwa najmocniej dotknięte degradacją świecą ciemniej, często w modułach bliżej ujemnego bieguna stringu.
Kiedy warto zlecić EL
Raport IEA zwraca uwagę, że obrazy EL wykonane przed montażem pozwalają odróżnić wady fabryczne od uszkodzeń powstałych w transporcie, przy montażu albo w trakcie pracy, a to ma znaczenie przy reklamacji. Najczęściej badanie zamawia się jednak dopiero wtedy, gdy instalacja produkuje mniej, niż powinna. Sensowne momenty dla domowej instalacji:
- odbiór dostawy dużej partii modułów, zwłaszcza po widocznych uszkodzeniach opakowań,
- po gradzie albo innym zdarzeniu mechanicznym, gdy szkło jest całe, a test gradowy z certyfikatu nie dawał pewności,
- reklamacja spadku mocy z gwarancji na moc, jako dowód stanu ogniw.
EL dobrze uzupełnia termowizja: kamera termowizyjna w słoneczny dzień pokazuje gorące punkty (hot-spot), a EL ich przyczynę w strukturze ogniw. IEA podsumowuje, że obie techniki razem wykrywają najczęstsze wady modułów z dużą dokładnością.
Ograniczenia
Obraz EL pokazuje, gdzie są wady, ale nie mówi wprost, ile mocy kosztują. Pęknięcie, które dziś nie odcina fragmentu ogniwa, może nic nie kosztować albo urosnąć po kolejnych zimach. Porównuj więc zdjęcia z kolejnych badań i zawsze łącz je z pomiarem krzywej I-V. Wynik zależy też od sprzętu i ustawień ekspozycji, więc obrazy z różnych firm trudno porównywać między sobą.