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电致发光（EL）检测方法及其应用Willurpimd, Jacky电致发光，又称场致发光，英文名为Electroluminescence，简称EL。
目前，电致发光成像技术已被很多太阳能电池和组件厂家使用，用于检测产品的潜在缺陷，控制产品质量。
一、EL测试原理EL的测试原理如图1所示【1】，晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，电源向太阳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相机捕捉到这些光子，通过计算机进行处理后显示出来，整个的测试过程是在暗室中进行。
本征硅的带隙约为1.12eV，这样我们可以算出晶体硅太阳电池的带间直接辐射复合的EL光谱的峰值应该大概在1150nm附近，所以，EL的光属于近红外光（NIR）。
图1 EL测试原理图EL图像的亮度正比于电池片的少子扩散长度与电流密度（见图2【2】），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。
通过EL图像的分析可以有效地发现硅材料缺陷、印刷缺陷、烧结缺陷、工艺污染、裂纹等问题。
图2 EL强度决定于正向注入电流密度和少子扩散长度二、EL图像分析1.隐裂硅材料的脆度较大，因此在电池生产过程中，很容易产生裂片，裂片分两种，一种是显裂，另一种是隐裂。
前者是肉眼可直接观察到，但后者则不行。
后者在组件的制作过程中更容易产生碎片等问题，影响产能。
通过EL图就可以观测到，如图3所示，由于（100）面的单晶硅片的解理面是（111），因此，单晶电池的隐裂是一般沿着硅片的对角线方向的“X”状图形。
图3 单晶硅电池的隐裂EL图及区域放大图但是由于多晶硅片存在晶界影响，有时很难区分其与隐裂，见图4的红圈区域。
所以给有自动分选功能的EL测试仪带来困难。
图4 多晶片的EL图2.断栅印刷不良导致的正面银栅线断开，从图5的EL图中显示为黑线状。
这是因为栅线断掉后，从busbar上注入的电流在断栅附近的电流密度较小，致EL发光强度下降。
上海太阳能工程技术研究中心Shanghai Engineering Technology Research Center of Solar EnergyILMT3.2SI-V1.0太阳电池组件红外检测设备使用手册目录目录............................................................. - 2 -1 声明 ............................................................ - 3 -2 绪论 ............................................................ -3 -2.1 前言............................................................................................................................ - 3 -2.2 公司简介.................................................................................................................... - 3 -2.3 太阳电池组件红外检测系统原理............................................................................ - 3 -2.4 怎样使用本手册........................................................................................................ - 4 -3安全说明......................................................... - 4 -3.1 安装注意事项.............................................................................................................. - 4 -3.2 检测系统描述.............................................................................................................. - 4 -3.3 红外检测设备的箱体.................................................................................................. - 5 -4 太阳能电池组件红外测试系统介绍................................... -5 -5 使用说明及操作步骤............................................... - 5 -6注意事项......................................................... - 7 -7维护与故障检修................................................... - 7 -8 附录............................................................. - 7 -8.1 质量保证...................................................................................................................... - 8 -8.2 联系我们...................................................................................................................... - 8 -9 联系方式：....................................................... - 8 -1 声明ILMT3.2SI-V2.0太阳电池组件红外检测设备已经通过本公司检测中心试验和检验，其性能及规格方面经过全面测试达到出厂标准。
电致发光（EL）检测方法及其应用Willurpimd, Jacky电致发光，又称场致发光，英文名为Electroluminescence，简称EL。
目前，电致发光成像技术已被很多太阳能电池和组件厂家使用，用于检测产品的潜在缺陷，控制产品质量。
一、EL测试原理EL的测试原理如图1所示【1】，晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，电源向太阳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相机捕捉到这些光子，通过计算机进行处理后显示出来，整个的测试过程是在暗室中进行。
本征硅的带隙约为1.12eV，这样我们可以算出晶体硅太阳电池的带间直接辐射复合的EL光谱的峰值应该大概在1150nm附近，所以，EL的光属于近红外光（NIR）。
图1 EL测试原理图EL图像的亮度正比于电池片的少子扩散长度与电流密度（见图2【2】），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。
通过EL图像的分析可以有效地发现硅材料缺陷、印刷缺陷、烧结缺陷、工艺污染、裂纹等问题。
图2 EL强度决定于正向注入电流密度和少子扩散长度二、EL图像分析1.隐裂硅材料的脆度较大，因此在电池生产过程中，很容易产生裂片，裂片分两种，一种是显裂，另一种是隐裂。
前者是肉眼可直接观察到，但后者则不行。
后者在组件的制作过程中更容易产生碎片等问题，影响产能。
通过EL图就可以观测到，如图3所示，由于（100）面的单晶硅片的解理面是（111），因此，单晶电池的隐裂是一般沿着硅片的对角线方向的“X”状图形。
图3 单晶硅电池的隐裂EL图及区域放大图但是由于多晶硅片存在晶界影响，有时很难区分其与隐裂，见图4的红圈区域。
所以给有自动分选功能的EL测试仪带来困难。
图4 多晶片的EL图2.断栅印刷不良导致的正面银栅线断开，从图5的EL图中显示为黑线状。
这是因为栅线断掉后，从busbar上注入的电流在断栅附近的电流密度较小，致EL发光强度下降。
晶体硅太阳电池及组件EL测试介绍近年来随着光伏行业的迅猛发展，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，即el测试。
el是英文electroluminescence的简称，译为电致发光或场致发光。
目前el测试技术已经被很多晶体硅太阳电池及组件生产厂家应用，用于晶体硅太阳电池及组件的成品检验或在线产品质量控制。
1.el测试的原理在太阳电池中，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]。
发光成像有效地利用了太阳电池间带中激发电子载流子的辐射复合效应。
在太阳能电池两端加入正向偏压, 其发出的光子可以被灵敏的ccd 相机获得, 即得到太阳电池的辐射复合分布图像。
但是电致发光强度非常低, 而且波长在近红外区域，要求相机必须在900-1100nm 具有很高的灵敏度和非常小的噪声。
el测试的过程即晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，直流电源向晶体硅太阳电池注入大量非平衡载流子，太阳电池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，也就是光伏效应的逆过程；再利用ccd相机捕捉到这些光子，通过计算机进行处理后以图像的形式显示出来，整个过程都在暗室中进行。
el测试的图像亮度与电池片的少子寿命（或少子扩散长度）和电流密度成正比，太阳电池中有缺陷的地方，少子扩散长度较低，从而显示出来的图像亮度较暗。
通过el测试图像的分析可以清晰的发现太阳电池及组件存在的隐性缺陷，这些缺陷包括硅材料缺陷、扩散缺陷、印刷缺陷、烧结缺陷以及组件封装过程中的裂纹等。
2.el测试常见缺陷及分析2.1破片组件中的破片多出现在组件封装过程的焊接和层压工序，在el测试图中表现为电池片中有黑块，因为电池片破裂后在电池片破裂部分没有电流注入，从而导致该部分在el测试中不发光。
