Characterizing and modelling the electroluminescence spectra of solar cells and modules for optimizing outdoor electroluminescence inspection

Abstract

[ES] La Electroluminiscencia (EL) es una técnica de diagnóstico bien establecida para la adquisición en interiores y durante la noche de sistemas fotovoltaicos. En los últimos años se han implementado metodologías para adquirir EL durante el día, lo que requiere el manejo de señales EL que son de 4-5 órdenes de magnitud menos intensas en comparación con la luz solar. Comprender la interacción de esta señal con el ruido proveniente de la luz solar y otros aspectos ambientales presentes en la inspección de sistemas fotovoltaicos durante el día es fundamental para optimizar la adquisición de imágenes EL para un diagnóstico preciso de fallas y estimación de pérdida de energía. Los aspectos prácticos que se verán influenciados por el conocimiento generado por el análisis del espectro EL y de la luz solar incluyen una mejor definición de las características de los filtros ópticos para la luz del día; minimizar el número de imágenes necesarias para obtener imágenes EL procesadas de alta calidad; y determinar qué tipos de herramientas de procesamiento de imagen pueden brindar los mejores resultados de EL. Los objetivos de este proyecto incluyen adquirir datos estadísticos de la emisión EL de diferentes tecnologías de paneles fotovoltaicos; medir, analizar y modelar datos espectrales de la luz solar; aplicar y desarrollar métodos para correlacionar el análisis espectral y la calidad de imagen EL adquirida en condiciones equivalentes.

[EN] Electroluminescence (EL) is a well-established PV diagnosis technique for indoor and nighttime acquisition. In recent years, daylight EL acquisition methodologies have been implemented, requiring the management of EL signals that are in the 4-5 orders of magnitude less intense in comparison to sunlight. Understanding this signal’s interaction with the noise coming from sunlight and other environmental aspects present in outdoor daylight PV inspection is essential to optimize the acquisition of EL images for PV accurate fault diagnosis and power loss estimation. The practical aspects that will be influenced by the knowledge generated by an EL and sunlight spectra analysis include better defining daylight optical filter characteristics; minimizing the number of images required for high-quality processed EL images; and which types of image processing tools can deliver the best EL results. The goals of this project include acquiring statistical data from the EL emission of different PV panel technologies; measuring, analyzing, and modeling sunlight spectral data; applying and developing methods to correlate spectral analysis and EL image quality acquired in equivalent conditions.