太陽能發電工程質量保證體系包括設計階段的性能、安全性、可靠性和經濟性考慮，及材料和設備的優化，以提高系統整體性能。光伏電站需在25年或更長的預計壽命內穩定運行，太陽能組件需在惡劣環境如高濕度、紫外線、熱循環、強風、腐蝕性空氣及冰雹等影響下，持續工作超過20年。這要求對包含數百萬組件的電站進行嚴格的運維管理，以識別和修復可能存在的安全隱患，確保電站安全高效運行。

電致發光(EL)技術在光伏電站的應用

EL測試儀作為光伏行業質量檢測和維護的重要工具，通過向光伏電池組件施加正向電壓，激發內部材料的光子，利用高靈敏度的相機捕捉這些光子并轉化為可視化圖像，實現精準缺陷識別。EL測試儀具備非破壞性檢測的特點，高效檢測能力，以及便攜式設計，大大提高了光伏電站的檢測效率和運維水平。EL成像技術與背景

不同的基于成像的光伏電站檢測方法

原理：半導體材料中的發光是電荷載流子從高能態到低能態躍遷時發射光子的過程，發光強度與材料質量及二極管電壓相關，可作為局部材料質量的表征。

類型：常見的有 EL 成像（通過注入電流產生過剩載流子）和 PL 成像（通過光子入射產生載流子），二者在檢測電缺陷方面等效。

發光光譜以及典型的PL和EL測量裝置示意圖

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測量設置：在PL測量中，設備由一個高功率光源（通常是激光或發光二極管(LED)）照明，然后設備隨后發出一個發光信號，被一個合適的數字相機捕獲。

EL測量設置：在EL成像中，光源被電源替換，電流通過太陽能電池的電氣接觸點注入。EL成像基于與LED相同的過程，區別在于太陽能電池在大面積上發射少量（紅外）光，而LED的光輸出（主要是可見光）可以非常大，且從一個非常小的區域發射。戶外發光成像EL的優勢與挑戰

紅外（IR）圖像與電致發光（EL）圖像的對比

組件缺陷展示：兩個太陽能組件的紅外圖像與對應的EL圖像，其中一個組件存在廣泛的裂紋和一些孤立的電池區域，另一個組件受到嚴重短路影響。通過對比，EL圖像能夠揭示更多的故障細節，如裂紋、PID（潛在誘導退化）等，而紅外圖像則無法清晰顯示這些缺陷。

太陽能電站檢測：進一步比較了熱紅外和EL測量在大規模太陽能電站中的應用。在這個例子中，熱紅外圖像僅暗示了一個組件中的旁路二極管故障，而EL圖像還識別了其他缺陷，如由于施工不當造成的背板劃痕。

與戶外發光成像相關的各種光學光譜

AM1.5 太陽光譜（紅線）：表示標準測試條件下地球表面接收的太陽輻射光譜分布。可見光和近紅外區域強度強，約 1150nm 處有強水蒸氣吸收帶，影響戶外發光測量。硅發光光譜（黑線）：硅受激發光集中在近紅外，峰值約 1150nm，與太陽光譜水蒸氣吸收帶位置近。此巧合利于白天 PL 測量，合適濾波可減少干擾、提取發光信號。硅 CCD 光譜響應（綠線）：顯示硅 CCD 相機不同波長靈敏度，1150nm 附近低。白天因陽光干擾不適合測硅發光信號，夜間可用于 EL 成像，成本低、分辨率高。InGaAs 相機光譜響應（藍線）：1150nm 區域靈敏度高，接近理想探測器光譜響應。是白天戶外發光成像理想選擇，能測微弱信號，但成本高、分辨率相對低。光學帶通濾波器：圖中的藍色陰影區域表示用于日間測量的光學帶通濾波器的典型光譜范圍。這種濾波器用于減少太陽光的干擾，使得在強光條件下也能檢測到微弱的發光信號。戶外發光成像（EL）技術在光伏電站檢查中的重要性，尤其是在提供詳細和準確的光伏組件質量評估方面。盡管存在一些挑戰，如操作復雜性、成本和設備要求，但發光成像（EL）技術在識別光伏組件缺陷和退化方面的優勢使其成為光伏電站維護和評估中不可或缺的工具。夜間戶外EL成像的優勢

夜間戶外電致發光（EL）成像

無論是CMOS相機還是InGaAs相機，都能夠產生高分辨率的EL圖像，這對于識別和分析光伏組件中的缺陷至關重要。

通過比較兩種相機的成像結果，可以看出InGaAs相機在捕捉快速變化的EL信號方面具有優勢，而CMOS相機則在成本和分辨率方面更具優勢。

夜間電致發光（EL）成像在檢測不同類型光伏組件缺陷時的效果

缺陷檢測能力：通過實際的EL圖像展示了EL成像技術在檢測不同類型的光伏組件缺陷方面的能力，包括物理損傷（如裂紋和劃痕）和材料退化（如PID）。

成像技術的優勢：EL成像技術能夠提供高對比度的圖像，使得即使是微小的缺陷也能被清晰地識別出來，這對于光伏組件的質量和性能評估至關重要。

不同相機的應用：圖c特別提到了使用InGaAs相機拍攝的圖像，這表明在某些情況下，可能需要使用特定的相機技術來檢測特定類型的缺陷，尤其是在信號較弱的情況下。

質量控制和維護：EL圖像為光伏電站的運維人員提供了一種有效的工具，用于識別和定位需要維修或更換的組件，從而提高整個電站的運行效率和可靠性。戶外EL（電致發光）成像的檢測工作流程

現場準備：EL測量系統通常在白天準備就緒，并根據要測量的組件的大小和布局進行配置。電氣準備：在黎明時分，當光伏電廠產生的電力非常低時，進行電氣準備工作，即將所有要測量的字符串連接到多路復用器和電源。

暗光測量：在光線非常暗的情況下開始進行暗光EL測量。

移動和監測：對于橋接系統，需要兩個人移動支撐系統。在測量過程中，持續監測圖像質量，并記錄每個圖像的組件位置。電致發光（EL）檢測是一種高效的工具，能夠識別光伏組件在生產、運輸和安裝過程中的多種故障。它尤其在光伏電站25年使用壽命的幾個關鍵節點上發揮重要作用，包括：

• 系統建成后的初始驗收測試
• 缺陷責任期滿前的最終驗收測試
• 制造商保修期結束前的預防性維護

美能便攜式EL測試儀

美能便攜式EL檢測儀是一款專注于檢測光伏電站及移動式組件標準檢測設備。在白天夜晚均可準確檢測出光伏太陽能板內部質量問題，包括：斷柵、隱裂、破片、碎片、虛焊、燒結網紋、黑芯、黑邊、混檔、低效率片、邊緣過刻、PID、衰減、熱斑衰減等參數，攜帶方便，操作簡單。

• 便攜：整機重量輕，設備便于攜帶，易于組裝

• 分辨率：2476萬像素（4000*6000）

• 芯片：工業CMOS

鏡頭：30萬像素 紅外鏡頭

隨著太陽能技術的發展，便攜式EL檢測儀成為了光伏行業中不可或缺的工具。美能便攜式EL檢測儀的設計考慮到了現場檢測的實際需求，整機重量輕，便于攜帶和操作，使其能夠在各種現場條件下進行快速檢測。

在光伏電站的運維中，美能便攜式EL檢測儀的應用范圍廣泛，從廠家來料檢測到安裝前檢測，再到后期運維，它都能提供重要的質量檢測和風險控制，提高了電站的整體質量和運行效率。

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

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