فوٹو وولٹک ویٹ فریز ٹیسٹ چیمبر – انتہائی موسمی حالات میں سیل کریکنگ اور پاور ڈیگریڈیشن کا جائزہ

فوٹو وولٹک صنعت میں، سیلز بطور توانائی کی تبدیلی کا بنیادی یونٹ، ان کی استحکام پینلز کی بجلی کی پیداواری صلاحیت اور عملی زندگی کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔ فوٹو وولٹک ویٹ فریز ٹیسٹ چیمبر انتہائی نم اور سرد موسمی حالات (-40°C→85°C سائیکل، 95% RH نمی) کی نقل کر کے، گیلی اور منجمد سائیکلز کے سیل کریکنگ اور پاور ڈیگریڈیشن پر اثرات کے طریقہ کار کو منظم طور پر ظاہر کرتا ہے، جو تکنیکی بہتری اور استحکام کے ڈیزائن کے لیے اہم ڈیٹا فراہم کرتا ہے۔

۱۔ گیلی اور منجمد سائیکلز کے سیل کریکنگ پر محرک اثرات

تجربے میں ہائی پریسیژن انفراریڈ تھرمل امیجنگ اور ایکس رے مائیکروسکوپی (CT) کا مشترکہ استعمال کیا گیا، تاکہ ٹیسٹ چیمبر میں سیلز کے تناسب کی تقسیم اور دراڑوں کے پھیلاؤ کا جائزہ لیا جا سکے:

• حرارتی اور نمی کے تناسب کا باہمی اثر: درجہ حرارت میں اچانک تبدیلی سے سیل کے اندر حرارتی تناسب کا گرادیان بنتا ہے، جبکہ زیادہ نمی والا ماحول مواد کے نمی جذب کرنے اور پھیلنے کی رفتار بڑھاتا ہے، جس سے نمی کا تناسب پیدا ہوتا ہے۔
• دراڑوں کی ابتدا اور پھیلاؤ کا راستہ: تناسب کے مرتکز علاقے (جیسے سیل کے کنارے، سولڈرنگ کے جوڑ) میں پہلے مائیکرو کریکس بنتے ہیں، جو کرسٹل کی حدود یا سلیکون بیس کے نقائص کے ساتھ مخصوص سمت میں پھیلتے ہیں۔
• دراڑوں کی درجہ بندی اور پیمائش: CT اسکیننگ کے ذریعے درجہ بندی کا ماڈل بنایا گیا (مثلاً لیول I: مائیکرو کریکس ≤50μm؛ لیول II: گہری دراڑیں >50μm)، جس سے پتہ چلا کہ 100 ویٹ فریز سائیکلز کے بعد لیول II دراڑوں کا تناسب 12.7% تک پہنچ گیا۔

۲۔ درجہ حرارت کے جھٹکوں کا حرارتی تناسب پر اثر

۱۔ پرتوں کے درمیان حرارتی پھیلاؤ کا عدم توازن
فوٹو وولٹک گلاس بیس (CTE≈8.5×10⁻⁶/°C) اور SiO2 کوٹنگ لیئر (CTE≈0.5×10⁻⁶/°C) کے حرارتی پھیلاؤ کے گتانک میں واضح فرق ہے۔ جب درجہ حرارت کا فرق ΔT≥100°C ہو، تو انٹرفیس شیئر تناسب 50MPa (فائنائٹ ایلیمنٹ ماڈلنگ ڈیٹا) سے تجاوز کر جاتا ہے، جس سے کوٹنگ کے کناروں پر مائیکرو کریکس بنتے ہیں۔ انفراریڈ تھرمل امیجنگ سے ظاہر ہوتا ہے کہ دراڑیں عام طور پر کوٹنگ لیئر اور گلاس بیس کے جوڑ سے شروع ہوتی ہیں اور درجہ حرارت کے گرادیان کی سمت میں پھیلتی ہیں۔

۲۔ درجہ حرارت میں اچانک تبدیلی سے بھربھرا پن اور ٹوٹنا
ٹیمپرڈ گلاس کی سطحی دباؤ والی پرت (تقریباً 100MPa) تیزی سے ٹھنڈا ہونے (-40°C) پر اندرونی کھنچاؤ میں اچانک اضافہ ہوتا ہے۔ جب درجہ حرارت کے جھٹکوں کی تعداد 150 سے زیادہ ہو، تو کوٹنگ لیئر میں دراڑوں کی کثافت 12 لائنز/cm² تک بڑھ جاتی ہے، جس سے شفافیت 1.8% کم ہو جاتی ہے اور پینل کی پاور ڈیگریڈیشن 3% یا اس سے زیادہ ہو سکتی ہے۔ SEM تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ جب دراڑوں کی چوڑائی 5μm سے زیادہ ہو، تو نمی کے داخل ہونے سے EVA شیٹ کا زرد ہونا اور ناکام ہونا تیز ہو جاتا ہے۔

فوٹو وولٹک ویٹ فریز ٹیسٹ چیمبر کے ٹیسٹس سے ظاہر ہوتا ہے کہ گیلی اور منجمد سائیکلز سیل کریکنگ اور پاور ڈیگریڈیشن پر نمایاں طور پر تیز اثر ڈالتے ہیں۔ دراڑوں کی درجہ بندی اور پاور ڈیگریڈیشن کے اصولوں کو ماپ کر، فوٹو وولٹک پینلز کے استحکام کے ڈیزائن کو درست ڈیٹا سپورٹ فراہم کی جا سکتی ہے، جس سے صنعت کو زیادہ موسمی حالات کے مطابق اور طویل عمر کی طرف ترقی ملے گی۔