Các vết nứt ẩn, điểm nóng và hiệu ứng PID là ba yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun quang điện và gần đây đã thu hút sự chú ý của mọi người, hôm nay tôi sẽ giải thích cho các bạn về các vết nứt ẩn.

'vết nứt ẩn' là gì?

Nứt là một khiếm khuyết trong tế bào pin.

Do đặc điểm vốn có của cấu trúc tinh thể nên cell pin silicon tinh thể rất dễ bị nứt, quá trình sản xuất module silicon tinh thể kéo dài, nhiều liên kết có thể gây ra các vết nứt ẩn trong chip pin (theo ông Yang Hong của Xi' tại Đại học Giao thông, chỉ riêng trong giai đoạn sản xuất pin có khoảng 200 lý do). Lý do cơ bản dẫn đến sự xuất hiện của các vết nứt ẩn có thể được tóm tắt là ứng suất cơ học hoặc nhiệt sinh ra trên tấm bán dẫn silicon.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất linh kiện silicon tinh thể đang phát triển hướng tới pin silicon tinh thể ngày càng mỏng hơn nhằm giảm chi phí, từ đó làm giảm khả năng ngăn ngừa hư hỏng cơ học của pin. bạn tiết kiệm chi phí.

Năm 2011, ISFH ở Đức đã công bố kết quả nghiên cứu của mình: Theo hình dạng các vết nứt ẩn trong cell pin, chúng có thể được chia thành 5 loại: vết nứt hình cây, vết nứt toàn diện, vết nứt xiên, vết nứt song song với đường lưới chính, vết nứt vuông góc. đến đường lưới và các vết nứt chạy qua toàn bộ tế bào pin.

Hình 1: Hình dạng vết nứt của pin silicon pha lê

Tác động của "vết nứt ẩn" đến hiệu suất linh kiện

Tác động của các vết nứt khác nhau đến chức năng của pin là khác nhau. Trước tiên chúng ta hãy xem hình ảnh phóng to của pin.

Hình 2: Cấu trúc tế bào silicon tinh thể

Theo cấu trúc của pin silicon tinh thể, như trong hình trên, dòng điện do pin tạo ra phụ thuộc vào việc thu thập và xuất "các đường lưới chính trên bề mặt và các đường lưới mịn vuông góc với các đường lưới chính". Các vết nứt ẩn khiến đường lưới mảnh bị đứt, đường lưới mảnh không thể vận chuyển dòng điện thu được đến đường lưới chính, điều này sẽ khiến pin bị hỏng một phần hoặc thậm chí toàn bộ.

Dựa trên những nguyên nhân trên, các vết nứt ẩn song song với đường lưới chính (Loại 4) có ảnh hưởng lớn nhất đến chức năng của cell pin.Theo kết quả nghiên cứu, 50% các mảnh hư hỏng xuất phát từ các vết nứt ẩn song song với tuyến cổng chính.

Tổn thất hiệu suất của vết nứt nghiêng 45° (loại 3) là 1/4 tổn thất song song với đường lưới chính.

Các vết nứt vuông góc với đường lưới chính (loại 5) hầu như không ảnh hưởng đến đường lưới mịn nên diện tích hỏng cell pin gần như bằng không.

So với các đường lưới trên bề mặt pin silicon tinh thể, bề mặt tổng thể của pin màng mỏng được phủ một lớp màng dẫn điện trong suốt, đây cũng là một trong những lý do khiến các thành phần màng mỏng không có vết nứt ẩn.

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi diện tích hư hỏng của một cell pin trong một bộ phận nằm trong khoảng 8% thì ít ảnh hưởng đến công suất của bộ phận đó và 2/3 sọc chéo trong bộ phận đó không ảnh hưởng gì đến Do đó, khi pin trong linh kiện gặp các vết nứt ẩn, hiệu suất có thể xảy ra, nhưng không cần phải nói đến sự "thay đổi màu sắc" của các vết nứt ẩn.

3. Phương tiện phát hiện “vết nứt ẩn”

EL (Điện phát quang) là phương pháp đơn giản và hiệu quả để phát hiện các vết nứt ẩn, nguyên lý phát hiện như sau.

Phần cốt lõi của pin là tiếp giáp PN bán dẫn, ở trạng thái cân bằng động bên trong không có các điều kiện kích thích khác như ánh sáng, điện áp, nhiệt độ, số lượng electron và lỗ trống vẫn tương đối ổn định.

Nếu đặt một điện áp vào thì điện trường bên trong chất bán dẫn sẽ yếu đi, các electron ở vùng N sẽ bị đẩy về phía vùng P, kết hợp lại với các lỗ trống ở vùng P (cũng có thể hiểu là lỗ trống ở vùng P). bị đẩy về phía vùng N, tái hợp với các electron ở vùng N). Sau khi tái hợp chúng sẽ phát ra dưới dạng ánh sáng, dẫn đến hiện tượng điện phát quang.

Khi đặt điện áp phân cực thuận, pin silicon tinh thể sẽ phát ra ánh sáng có bước sóng khoảng 1100nm, thuộc dải hồng ngoại, mắt thường không thể quan sát được nên trong quá trình kiểm tra EL cần sử dụng cảm biến CCD. camera để hỗ trợ thu giữ các photon này, sau đó hiển thị chúng dưới dạng hình ảnh sau khi máy tính xử lý.Máy dò EL ba thành phần có thể phát hiện hiệu quả các vấn đề về vết nứt tiềm ẩn, giúp bạn tiết kiệm chi phí.

Sau khi cấp điện áp vào mô-đun silicon tinh thể, càng nhiều electron và lỗ trống được kích thích tái hợp thì càng phát ra nhiều photon và hình ảnh EL đo được trở nên sáng hơn; Nếu hình ảnh EL ở một số khu vực tương đối tối, điều đó cho thấy có ít hơn các electron và lỗ trống được tạo ra ở khu vực đó (chẳng hạn như ở giữa pin trong hình 3), cho thấy sự hiện diện của các khuyết tật (trung tâm tái hợp) ở khu vực đó; nếu một số khu vực tối hoàn toàn thì có nghĩa là không có sự tái hợp của các electron và các lỗ (được đánh dấu bằng đường màu đỏ trên Hình 3 và 4), hoặc ánh sáng phát ra bị cản trở bởi các chướng ngại vật khác (tại đường cổng chính ở Hình 3 và 4) và không phát hiện được tín hiệu.

Hình 4 Thùy ẩn

Hiện tượng biến dạng ở giữa hình ảnh là do kích thước lớn của thành phần và việc sử dụng đường ghép trong hình ảnh, đây là hiện tượng bình thường.