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前言
价值何在?
光伏产品检测主要可分为两大块，以出货作为分割线，前段主要是为了实现品控分档，后端主要是为运维提供支持。随着全球光伏装机量逐年的级数增长，以及第一批光伏组件逐渐达到寿命年限，户外光伏组件的检测作为运维的重要组成部分，变得愈发要紧。然而，户外检测由于受各种条件限制，技术上一直存在难点。一方面事情极其重要，另一方面事情又很难做，这就是实实在在的痛点。新南威尔士大学(The University of New South Wales, Australia)新近开发的光致发光(PL)户外实地组件检测技术直击痛点，提供了一种先进的最为可行的解决方案，小编认为在这个领域，算是革命性的发明也不为过。
(Bhoopathy, Progress in Photovoltaics, 2017)
已有的检测手段有哪些?
户外检测具有非常大的局限性：光源不受控制，安装好了不能随意搬动，连好了线不能随意拆开，等等。一般我们常用的检测包括眼睛看、测I-V、紫外荧光、红外热成像等等。眼睛看不用讲了褪色、脱层、玻璃碎了可以看得出来，别的都不用想了;测I-V，只能看到整个组件的状况，并不能分析出具体的电池来;紫外荧光只能用于检测裂痕;红外热成像只能用来检测热斑。
比较高级一点的是电致发光(EL)或者光致发光(PL)高分辨率成像，裂痕、串阻、旁路二极管失效、光衰、PID、CID都可以拿下。 在市面上已经有一些户外EL检测系统了，但受制于必须注入电流产生电致发光，所以接线比较复杂，而且受限于复杂的光照条件，一般这样的测量只能在夜间进行。而市面上并没有PL的检测手段，同样是因为光照条件的多变性所限。
新南威尔士大学的这项工作基本解决了上述的所有难点，为产品化铺平了道路。
新技术新在何处?
自然光即为光致发光的光源。
无需接触，无需断线，无需在逆变器端插入别的硬件。
一个系统仅仅由一个InGaAs红外摄像头、一个电池大小的白光LED光源，和一台电脑构成
光致发光技术原理不用多讲了，小编之前也有介绍，一句话，就是载流子浓度越大，发光越强烈。这里需要略作强调的是，在开路状况下(OC)，因为所有的光生载流子都需要复合，所以发光最为强烈;而在短路状况下(SC)，所有的载流子都从外面跑了，所以基本不发光，这个就是户外PL检测技术的核心思想。因为通过将电池在OC和SC之间快速调制，就可以将硅材料PL发光和强烈的背景日光分离开来。简单来说，就是OC条件下是日光+硅材料光致发光，而SC条件下只有日光，两者做减法就是硅材料光致发光的部分。
具体的实施上，SC和OC的调制是由那个LED实现的。将LED盖在控制电池上，LED关的时候，基本上对于串联在一起且没有旁路二极管的的电池的影响就是，大家都断路OC了;而将LED打开的时候，大家都SC了。当然你需要把LED挪到另外一个电池上面，测量被盖住的那个电池的性能。一个检测，LED挪一个位置，每个位置SC和OC曝光两次，结束。非常简单快捷。
波长的巧妙选择
这是另一个精妙的设计。硅的光致发光，比起环境太阳光弱了太多了，信噪比非常非常低，基本上很难摘出有效信号来(PL是有用的，环境光是没有用的)。这也一直以来是技术上的难点。为了解决这个问题，研究人员盯上了1110到1170nm这个波段。在这个光谱的这个波段的太阳光能量非常低，因为这是大气中水蒸气的吸收峰。然而对于硅材料来说，PL发光可丝毫不受影响。所以在这个波段的信噪比完全已经达到了能够精确测量的程度。这里从室内EL和室外PL的信号比较也可以看的出来。不得不说，这也是大自然为户外光致发光技术开了一扇窗!
具体的实施上，SC和OC的调制是由那个LED实现的。将LED盖在控制电池上，LED关的时候，基本上对于串联在一起且没有旁路二极管的的电池的影响就是，大家都断路OC了;而将LED打开的时候，大家都SC了。当然你需要把LED挪到另外一个电池上面，测量被盖住的那个电池的性能。一个检测，LED挪一个位置，每个位置SC和OC曝光两次，结束。非常简单快捷。
波长的巧妙选择
这是另一个精妙的设计。硅的光致发光，比起环境太阳光弱了太多了，信噪比非常非常低，基本上很难摘出有效信号来(PL是有用的，环境光是没有用的)。这也一直以来是技术上的难点。为了解决这个问题，研究人员盯上了1110到1170nm这个波段。在这个光谱的这个波段的太阳光能量非常低，因为这是大气中水蒸气的吸收峰。然而对于硅材料来说，PL发光可丝毫不受影响。所以在这个波段的信噪比完全已经达到了能够精确测量的程度。这里从室内EL和室外PL的信号比较也可以看的出来。不得不说，这也是大自然为户外光致发光技术开了一扇窗!
检测性能
从一开始的PL和EL的图比较看来，户外PL(左边)基本达到了室内EL(右边)的水准。但显然无接触、不干预、可在白天操作的PL，比EL要来的简单的多。裂痕、位错、低效电池，一目了然。
结语
未来展望
串联电阻相关的功能还有待开发，比如说断栅等等。这需要更细致的调制，而不是仅仅在OC和SC两个点。这个用一个可变光强的LED来实现，也不是难事。小编认为，这项技术既可以精确快速的实现故障诊断，降低运维成本;同时故障信息也可以准确的反馈给组件制造商，用于改进制作工艺。这项技术的开发在户外组件检测的领域，可以算是革命性的突破。
抛砖引玉。
从一开始的PL和EL的图比较看来，户外PL(左边)基本达到了室内EL(右边)的水准。但显然无接触、不干预、可在白天操作的PL，比EL要来的简单的多。裂痕、位错、低效电池，一目了然。
结语
未来展望
串联电阻相关的功能还有待开发，比如说断栅等等。这需要更细致的调制，而不是仅仅在OC和SC两个点。这个用一个可变光强的LED来实现，也不是难事。小编认为，这项技术既可以精确快速的实现故障诊断，降低运维成本;同时故障信息也可以准确的反馈给组件制造商，用于改进制作工艺。这项技术的开发在户外组件检测的领域，可以算是革命性的突破。
抛砖引玉。
原标题：最前沿技术通报：光致发光户外实地组件检测技术
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