Manta NIR Kameras für die Inspektion von Photovoltaik-Modulen (PV)
Allied Vision bietet Nahinfrarotkameras (NIR) mit hoher Leistung in Bezug auf Quanteneffizienz und Empfindlichkeit für Inspektionssysteme für Photovoltaikmodule (PV). Sie werden von Inspektionssystemen verwendet, um auch bei schwachem Infrarotlicht Defekte zu erkennen und die Qualität von Solarmodulen zu prüfen.
Allied Visions Partner DISSEM unterstützt führende Anbieter von Solarzellen-Inspektionssystemen bei der Entwicklung einer kosteneffizienten Bildgebungslösung, die auf Elektrolumineszenz im Nahinfrarotbereich basiert.
Die Herausforderung
Elektrolumineszenz-Bildgebung
Bei Bauelementen aus kristallinem Silizium verursachen Zellbrüche aufgrund von Mikrorissen, Degradation und Nebenschlussbereichen auf den Zellen nachweislich große Probleme und beeinträchtigen die Leistung der Module erheblich. Strukturelle Defekte wie diese können auf Probleme bei der Siliziumverarbeitung, die Qualität der kristallinen Gitter oder andere äußere Einflüsse zurückzuführen sein. Um diese Probleme anzugehen, wurden in den letzten Jahren eine Reihe von fotoemissiven Diagnose- und Qualitätskontrollinstrumenten entwickelt, die auf Kameraerkennungssystemen basieren.
Viele Defekte lassen sich mit herkömmlichen Bildgebungssystemen nicht visuell erkennen. Eine Möglichkeit, all diese Probleme, die die Modulleistung beeinträchtigen können, zu erkennen, ist ein Messverfahren, das als Elektrolumineszenz-Bildgebung (EL) bekannt ist. EL-Imaging ist ein leistungsfähiges Instrument zur Qualitätsbewertung von kristallinen und Dünnschicht-Solarmodulen. Dabei wird ein Gleichstrom an das Solarmodul angelegt und die Photoemission mit einer infrarotempfindlichen Kamera gemessen. Bei richtiger Einstellung und Konfiguration ist das System in der Lage, zahlreiche Defekte und Alterungseffekte in sehr kurzer Zeit zu erkennen. Die Lichtmenge, die eine Zelle bei einem bestimmten angelegten Strom erzeugt, kann auch als Maß für die Umwandlungseffizienz der Solarzelle dienen.
Die Prüfung von Photovoltaikmodulen ist ein anspruchsvoller Prozess, der eine Kamera erfordert, die klare Bilder in einem bestimmten Wellenlängenbereich von 950-1250 nm aufnehmen kann. Da die Elektrolumineszenz-Emissionen von Photovoltaikmodulen sehr schwach sind, werden extrem empfindliche Kameras benötigt. Die Kamera muss in der Lage sein, das gesamte Paneel in einer einzigen Aufnahme präzise wiederzugeben, und sie muss eine ausreichende Auflösung haben, die es ermöglicht, unterbrochene Kontakte, unterschiedliche Lichtintensitäten, Mikrorisse und Gleichförmigkeiten der emittierten Photonen zu Elektronen zu erkennen, was bei einer visuellen Prüfung nicht möglich wäre.
Die Lösung
Elektrolumineszenz-System
Es wird eine gute Software benötigt, die das Bild auf dunkle Defekte, Gleichmäßigkeit und Gesamteffizienz der Zelle untersuchen kann.
Ein Elektrolumineszenzsystem verwendet mehrere Kameras in einem Gehäuse, das frei von Umgebungslicht ist. Die Solarzelle befindet sich in diesem Gehäuse und das System ist mit einer Konstantstromquelle verbunden. Die Kameras nehmen ein Bild auf, während der Strom in die Zelle fließt. Mit Hilfe einer zuverlässigen Prüfsoftware wird dieses Bild dann auf dunkle Defekte, Gleichmäßigkeit und Gesamtwirkungsgrad der Zelle untersucht. Je nach Schweregrad der Mängel wird die Zelle entweder akzeptiert oder abgelehnt.
Was die Kamera betrifft, so setzt DISSEM auf die NIR-Kamera Manta von Allied Vision. Die Manta G-145B Nah-Infrarot (NIR) ist so konzipiert, dass sie eine gute Empfindlichkeit im NIR-Bereich bietet und 20~30% QE bei 900nm liefert. Ausgestattet mit einem ladungsgekoppelten Bildsensor (CCD), ist die Manta G-145B NIR-Kamera gut geeignet für industrielle und Inline-Solarzellen-Qualitätskontrollprozesse. Als zweidimensionaler Array-Sensor ist der CCD-Sensor aufgrund seiner hohen Quanteneffizienz (QE), seines geringen Ausleserauschens und seiner Auslesezeit im Subsekundenbereich ein hervorragendes Werkzeug für die Prüfung einzelner Photovoltaikzellen und großer Panels mit hohem Durchsatz.
Die Vorteile
Einfache Erkennung von Shunts, kristallinen Defekten und gebrochenen Fingerelektroden
Im Vergleich zu anderen NIR-Produkten auf dem Markt sind die Kunden der Meinung, dass die Manta G-145B eine hohe Empfindlichkeit für die von Solarmodulen induzierten EL aufweist und schwache NIR-Emissionen nutzt, um Shunts, kristalline Defekte und gebrochene Fingerelektroden vor und nach dem Laminierungsprozess zu erkennen. Der günstige und erschwingliche Preis der Manta-Kamera im Vergleich zu anderen CCD-Kameras mit ähnlichem Profil war ebenfalls ein Schlüsselfaktor bei der Entscheidung der Kunden für diese Kamera für ihr PV-Modul-Inspektionssystem. Schließlich ist das von Allied Vision bereitgestellte VIMBA Software Development Kit (SDK) intuitiv und einfach zu bedienen, was die gesamte Einrichtung effizient und bequem macht.
Mit der Manta G-145B NIR-Kamera von Allied Vision sind die Partner von DISSEM in der Lage, ihren Kunden qualitativ hochwertige Produkte und Dienstleistungen zu einem erschwinglichen Preis anzubieten.
Die Kamera: Manta G-145B NIR
NIR optimierte GigE Kamera
Die Manta G-145B NIR ist eine für das nahe Infrarot optimierte Kamera mit dem beliebten Typ 2/3 (11,0 mm Diagonale) Sony ICX285 CCD-Sensor mit EXview HAD-Technologie. Neben der verbesserten Nahinfrarot-Empfindlichkeit (NIR) zeichnet sie sich durch ein hervorragendes Anti-Blooming aus. Die Kamera bietet drei Modi mit höheren Bildraten oder höherer NIR-Empfindlichkeit. Diese Modi sind während des Betriebs umschaltbar. Auf Anfrage sind auch Boardlevel-Varianten mit separatem Sensorkopf (bis zu 200 mm Abstand zur Hauptplatine der Kamera) erhältlich. Standardmäßig wird die Manta G-145B NIR ohne optischen Filter ausgeliefert.
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