Tester un panneau photovoltaique en electroluminescence

Suite à des problème de production sur des panneaux photovoltaïque, il s'avère qu'un test en electroluminescence, c'est le top pour vérifier si les cellules d'un panneau sont opérationnelles.

J'ai donc approfondi le sujet et voici les résultats obtenus ainsi que la méthode utilisée

Ma première image d'un panneau en électroluminescence  
On voit très bien les cellules qui fonctionnent à 100% (zones claires) et les autres...


Une image plus travaillé:
Obtenue a partir de 14 images empilées avec le logiciel imageJ (https://ufe.obspm.fr/IMG/pdf/tpimagej.pdf)


Comment réaliser cela ?

Le principe général consiste à faire emettre de la lumière par les cellules d'un panneau photovoltaïque. Pour cela il suffit d'alimenter le panneau avec un générateur de tension (une alimentation de laboratoire) en limitant l'intensité à environ 50% de l'intensité que fournit le panneau en condition nominale.
Cablage à réaliser:


Il faut que la tension dépasse le Voc du panneau, il peut être nécéssaire de mettre 2 alimentations en série comme sur l'image. Il est impératif d'utiliser un générateur limité en intensité ! On limitera celle-ci à environ 3A (non critique).

Ainsi cablé, les zones des cellules fonctionnelles du panneaux vont emettre de la lumière. (comme une diode électroluminescente)  
Le problème, c'est que cette lumière n'est pas visible... Le maximum se situe a la longueur d'onde de 1150 nm environ (voir la courbe ci-dessous). On va utiliser le capteur CCD d'un appareil photo numérique pour 'voir' cette emission de lumière  

Mais si on utilise un appareil photo 'normal', on ne verra rien... En effet, il y a un filtre devant le capteur qui suprime les IR et donc la longueur d'onde que l'on cherche à voir !
Voici ce que peut voir un apn équipé de son filtre et sans le filtre:



On comprend que le filtre bloquant les longueurs d'ondes supérieure à 700 nm, il est impossible de voir notre électroluminescence à 1150 nm !
Avec le filtre enlevé, cela va devenir possible mais la sensibilité sera faible car on est malgré tout en limite des capacités du ccd ! comme le montre les courbes ci-dessous:

Sensibilité d'un capteur ccd défiltré par rapport aux longueurs d'ondes d'une électroluminescence PV:


J'ai donc défiltré un apn que je n'utilisais plus, un fz20 panasonic
On trouve plein de tuto pour faire cette opération car elle est très utilisé en photo astronomique, pour le mien par exemple: https://www.instructables.com/Converting-a-Lumix-DMC-FZ-7-Camera-to-Infrared/

Ensuite, il suffit de photographier le panneau connecté à l'alimentation dans l'obscurité car sinon, on va saturer le capteur ccd avec la lumière visible qui n'est pas filtré !
Il est possible de faire de l'électroluminescence en plein jour à condition de placer devant l'objectif un filtre qui supprime toute les lumière de longueur d'onde inférieure à 1000 nm.
Je fait des poses de 8s (le maximum possible en réglage manuel) à l'ouverture maxi.

Voici différents résultats obtenus:

Un panneau présentant 64% de la puissance du panneau de référence:


Un panneau souple chinois de 100Wc avec des cellules sunpower (qui révèle une cellule inactive ! et de nombreuses cellules cassées):



On remarque aussi une mise au point très mauvaise... Le réglage n'est pas facile car la mise au point en IR est différente de celle en lumière visible et je me suis contenté de la faire en visible pour cette image...

Un panneau souple de 170Wc d'origine sunpower (peut être une cellule cassée, à vérifier):



On peut remarquer que les dernières images sont de bien meilleure qualité que les premières ! Les cellules sunpower emettent bien plus de lumière IR que les cellules classiques (monocristaline) des premières photos ! (ou leur longueur d'onde est plus faible et sont bien mieux captés par le ccd de l'apn)

Si on n'a pas d'alimentation de laboratoire, il est possible d'utiliser une batterie de VAE (36 à 48V) et un module de ce genre: convertisseur CC/CV pour limiter l'intensité à travers le panneau en test.