Le principe : faire briller les cellules
Une cellule photovoltaïque en silicium convertit la lumière en courant. L’électroluminescence exploite le phénomène inverse : lorsqu’on injecte un courant continu dans la cellule, dans le sens direct, elle émet un faible rayonnement dans le proche infrarouge, autour de 1 150 nm. Ce rayonnement est invisible à l’œil, mais une caméra adaptée le capte.
Sur l’image obtenue, une cellule saine apparaît uniformément lumineuse. Toute zone qui ne participe plus correctement à la conduction du courant apparaît sombre : fissure, portion isolée, busbar rompu, cellule dégradée. C’est une véritable radiographie électrique du module, à l’échelle de la cellule.
Ce que l’électroluminescence détecte
- Microfissures et cellules cassées : après grêle, transport, manutention ou pose.
- Zones électriquement inactives : portions de cellules isolées par des fissures.
- PID (Potential Induced Degradation) : motif caractéristique en damier, souvent près du cadre.
- Défauts de soudure, de rubans ou de busbars : bandes sombres, contrastes irréguliers.
- Cellules court-circuitées ou mortes, défauts de fabrication et hétérogénéités de lot.
- Dégradations liées au vieillissement : corrosion des contacts, LeTID dans certains cas.
Conditions de mesure
Le signal d’électroluminescence est faible comparé à la lumière du jour. L’inspection se déroule donc de nuit, ou sous un dispositif d’obscurcissement (bâche, tente) pour des modules isolés. Chaque string est consigné, puis alimenté par une alimentation de puissance DC dédiée, à un courant proche du courant de court-circuit, et parfois à un courant réduit pour faire ressortir certains défauts.
Des techniques d’électroluminescence de jour existent (caméras InGaAs, modulation du signal). Elles élargissent les créneaux d’intervention, au prix d’une mise en œuvre plus lourde. Le choix dépend du site, du nombre de modules et du niveau de détail recherché.
Le référentiel : IEC TS 60904-13
La spécification technique IEC TS 60904-13 décrit les méthodes d’imagerie par électroluminescence des modules photovoltaïques : conditions d’acquisition, qualité d’image, courants d’injection et principes d’interprétation. Nos inspections s’y réfèrent, et chaque rapport décrit les conditions de mesure pour garantir la traçabilité et la reproductibilité des résultats.
L’électroluminescence est aussi utilisée en laboratoire lors des essais de qualification des modules (série IEC 61215), pour comparer l’état des cellules avant et après des contraintes mécaniques ou climatiques. Sur le terrain, elle permet d’identifier les mêmes familles de défauts.
Les limites à connaître
- L’électroluminescence qualifie et localise les défauts ; la quantification de la perte de puissance s’appuie sur les données de production ou des mesures de courbes I-V.
- Elle nécessite un accès électrique aux strings (connecteurs, coffrets) et une consignation.
- Elle ne remplace pas la thermographie pour les diodes bypass, les connexions échauffées et les équipements (coffrets, onduleurs).
Approfondir
- Thermographie infrarouge ou électroluminescence : que choisir ?
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- Préparer une intervention : la liste complète
Questions fréquentes
L’électroluminescence endommage-t-elle les modules ?
Non. Le courant injecté reste dans les limites de fonctionnement normal du module (de l’ordre de son courant de court-circuit), comme en plein soleil.
Quelle différence avec une simple inspection visuelle ?
L’inspection visuelle détecte les défauts de surface : verre brisé, brûlures, délamination, jaunissement. L’électroluminescence voit à l’intérieur des cellules, où se trouvent la plupart des défauts qui font perdre de la puissance.
Peut-on inspecter des modules démontés ?
Oui, sur site sous obscurcissement ou en laboratoire. C’est utile pour contrôler un lot avant pose ou des modules déposés dans le cadre d’un litige.