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近年來，隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)特征的動(dòng)態(tài)進(jìn)步及優(yōu)化，太陽能光伏獲得了大規(guī)模應(yīng)用。太陽能光伏市場(chǎng)的現(xiàn)狀較以往任何時(shí)候都要健康。

當(dāng)今的光伏電站建立在上萬塊大尺寸晶硅組件之上，這些組件由最先進(jìn)的太陽能電池組成。電池通過創(chuàng)新的連接方式連在一起，雙面組件已成為一種主流技術(shù)。這些組件由吉瓦水平的公司在線生產(chǎn)，以創(chuàng)紀(jì)錄的速度運(yùn)往世界各地的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)。

在組件制造方面，為了大量生產(chǎn)全新組件以滿足不斷增長的市場(chǎng)需求，需要不斷的創(chuàng)新和升級(jí)生產(chǎn)線。有時(shí)，這些創(chuàng)新和升級(jí)甚至沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)尿?yàn)證。從歷史上來看，雖然這些創(chuàng)新和升級(jí)帶來了新的解決方案，但與此同時(shí)，在太陽能電池組裝成組件后，也會(huì)造成對(duì)不易發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷的誤判。多年來，公用事業(yè)光伏電站的建設(shè)成本、安裝和并網(wǎng)周期已大幅縮短。

總的來說，這表明，與以往相比，通過具有成本效益的快速技術(shù)來提高檢測(cè)水平是更加合理的。因此，考慮到光伏組件可能會(huì)在光伏項(xiàng)目的不同階段不斷受到損害，經(jīng)常使用的電致發(fā)光（EL）檢測(cè)技術(shù)毫無疑問的成為最廣泛使用的工具之一。EL檢測(cè)技術(shù)能夠以大規(guī)模的、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式檢測(cè)光伏組件。實(shí)際上，今天每一個(gè)參與光伏項(xiàng)目開發(fā)的人都知道，EL檢測(cè)是一種非侵入性的、用于檢測(cè)太陽能光伏組件電學(xué)缺陷的實(shí)踐方法。

簡(jiǎn)單來說，為了取得合適的信噪比，獲得高質(zhì)量的EL檢測(cè)結(jié)果，EL檢測(cè)通常是在黑暗條件下進(jìn)行，對(duì)光伏組件執(zhí)行EL測(cè)量意味著通過直流電源注入正向偏置電流。光伏器件的有源部件自發(fā)發(fā)出一定波長的發(fā)光輻射，然后通過檢測(cè)器收集。經(jīng)過處理后，形成對(duì)比圖像或圖譜，展示具有不同發(fā)光活性的區(qū)域。最后，這些區(qū)域被解讀為缺陷，而這些缺陷是人眼無法發(fā)現(xiàn)的。

在實(shí)踐中，EL分析以一種定性、快速和直接的方式揭示了被檢測(cè)樣品的健康區(qū)域或缺陷區(qū)域，呈現(xiàn)出不同的串聯(lián)和分流電阻。調(diào)節(jié)注入電流的水平是使用不同電阻方案的原因，不同的電阻方案有助于了解被測(cè)電池或組件中發(fā)生了什么。因此，一般而言，通過低EL圖像的對(duì)比度特征，可以推斷其結(jié)構(gòu)或架構(gòu)中存在著的隱藏缺陷。

早在Fuyuki等人發(fā)表的文章中，EL檢測(cè)與紅外熱檢測(cè)就已同為可靠的、低成本的大規(guī)模質(zhì)量篩選技術(shù)，不斷被光伏組件供應(yīng)商、實(shí)驗(yàn)室乃至EPC廠商所采用。多年來，EL檢測(cè)的專利和推廣使運(yùn)行檢測(cè)模式有了很大的改進(jìn)，如移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、無人機(jī)以及先進(jìn)的圖像處理。在標(biāo)準(zhǔn)日照條件下實(shí)現(xiàn)EL成像這種原來看似烏托邦的想法已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

目前，EL信號(hào)采集探測(cè)器的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，簡(jiǎn)而言之：硅-CCD系統(tǒng)，低成本高效益的CMOS反射相機(jī)或基于InGaAs的應(yīng)用，它們雖然昂貴，但對(duì)某些情況特別有效。歸根結(jié)底，選擇其中之一是在分辨率、靈敏度、光譜范圍和最終價(jià)格之間的權(quán)衡，這取決于EL檢測(cè)環(huán)境和最終目標(biāo)。

做為一種新技術(shù)的演進(jìn)，雖然EL檢測(cè)在終端市場(chǎng)得到了迅速的、成功的應(yīng)用，但其經(jīng)濟(jì)性、無損性和直觀性反過來又導(dǎo)致了一些過度使用和誤讀，有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響光伏項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。EL圖像無疑是有價(jià)值的，但有時(shí)，從EL圖像中獲得的定性信息在一定程度上是有限的。

由于業(yè)界對(duì)什么是EL缺陷缺乏共識(shí)，因而對(duì)EL圖像的解釋總是存在偏差或一定的主觀性。另外，在損壞的太陽能電池背后，所揭示的問題往往是鮮為人知的物理和化學(xué)機(jī)理，還有隨之而來的短期和長期影響，這使EL分析的結(jié)果更加復(fù)雜。為此，國際電工委員會(huì)針對(duì)太陽能系統(tǒng)和設(shè)備的TC 82專業(yè)工作組最近發(fā)布了IEC TS 60904-13:2018規(guī)范，旨在為EL圖像的采集、處理和解讀推薦一系列方法，使其最終成為適用于光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的初步指南。

無論如何，即使主流市場(chǎng)最終采用了這些標(biāo)準(zhǔn)指南，對(duì)EL的解讀也將始終存在空間，最終，EL檢測(cè)會(huì)成為一種通用的、無沖突、無偏見的缺陷檢測(cè)和分類方法。使用EL檢測(cè)關(guān)聯(lián)圖像和光伏組件性能尤為重要，迄今為止，人們已經(jīng)進(jìn)行了很多有趣的嘗試。在某些情況下，基于EL結(jié)果推斷經(jīng)濟(jì)或法律后果會(huì)令EL檢測(cè)與其他知名的組件表征方法（例如I-V曲線測(cè)量或紅外熱成像）互為補(bǔ)充，從而全面了解缺陷背后的機(jī)理，然后得出更準(zhǔn)確、更公平的結(jié)論，特別是在涉及罰款或保修索賠的情況下。

盡管如此，得益于第三方專業(yè)檢驗(yàn)和測(cè)試實(shí)體（如Enertis）的調(diào)查，在光伏項(xiàng)目的下述生命周期中，EL仍將是檢查光伏組件質(zhì)量狀況的重要手段：i)組件供應(yīng)協(xié)議或EPC合同中定義的缺陷標(biāo)準(zhǔn)；ii)在組件生產(chǎn)過程中，EL圖像的物理收集和評(píng)估；iii)出貨前；iv)交付時(shí)；v)甚至在固定結(jié)構(gòu)和跟蹤器安裝之后。

因此，如果要令可靠的太陽能光伏發(fā)電成為全球清潔能源的主要來源，EL檢測(cè)具有重要的意義和支持作用。因此，在太陽能光伏項(xiàng)目的開發(fā)過程中，遲早都要討論制定組件的EL缺陷標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)的抽樣規(guī)則以及出現(xiàn)不合格項(xiàng)時(shí)的責(zé)任問題。

EL技術(shù)進(jìn)入太陽能行業(yè)已有15年。目前，垂直整合型的吉瓦水平制造商推出了創(chuàng)新的高功率光伏電池/組件，并在極短的時(shí)間內(nèi)完成生產(chǎn)和安裝，我們?cè)诖嘶仡櫫嗽谀男┣闆r下，由獨(dú)立專家顧問設(shè)計(jì)和進(jìn)行的EL分析會(huì)成為EPC公司和光伏業(yè)主的重要決策工具。

為此，我們回顧并評(píng)論了Enertis在不同的項(xiàng)目開發(fā)和市場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行的EL檢測(cè)實(shí)例，即：
- 制造和裝運(yùn)前測(cè)試。
- 交貨檢驗(yàn)。
- 安裝后檢查。

原標(biāo)題：電致發(fā)光檢測(cè)：重新審視光伏組件隱藏的一面