Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2026, №02

2026 №02 (01)

DOI of Article 10.37434/tdnk2026.02.02

2026 №02 (03)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2026, №2, стор. 13-16

Інфрачервона дефектоскопія сонячних батарей з термогенеруючим шаром на базі варізонних напівпровідників

В.О. Стороженко, О.В. Мягкий, Р.П. Орел, С.М. Мешков

НТЦ «Термоконтроль» Харківського національного університету радіоелектроніки. 61166, м. Харків, пр. Науки, 14. E-mail: roman.orel@nure.ua

У роботі досліджено можливості застосування методу інфрачервоної дефектоскопії для контролю цілісності сучасних сонячних батарей з додатковим термогенеруючим шаром на основі варізонних напівпровідників (зокрема, твердих розчинів Si-Ge). Розроблено та проаналізовано комплексну теплоелектричну модель багатошарової структури, що поєднує класичні теплофізичні рівняння з термоелектричними моделями генерації та перенесення зарядів у варізонному середовищі. На відміну від стандартних підходів, у моделі враховано, що формування температурного сигналу від дефекту зумовлене не лише локальною зміною теплофізичних характеристик, а й погіршенням тепловідведення через припинення генерації носіїв заряду в зоні пошкодження. Запропоновано класифікацію основних технологічних та експлуатаційних дефектів, серед яких виділено сторонні включення (домішки SiO2 або Si), потоншення генеруючого шару та локальний тепловий пробій. Шляхом чисельного моделювання (методами скінченних різниць і скінченних елементів) встановлено кількісні параметри корисного сигналу у вигляді температурного перепаду на поверхні об’єкта. Показано, що величина температурного сигналу істотно залежить від типу дефекту: від частки градуса для локальних включень до десятків градусів у разі теплового пробою. Встановлено, що чутливість сучасних тепловізійних систем є достатньою для надійної ідентифікації розглянутих типів порушень структури. Зазначено, що для зниження впливу перешкод на виявлення дефектів можуть застосовуватися існуючі методи їх придушення. Таким чином, показано ефективність застосування теплового контролю для дефектоскопії сонячних панелей з термогенеруючим шаром. Бібліогр. 12, рис. 4.
Ключові слова: інфрачервона дефектоскопія, сонячні панелі, теплоелектрична модель, варізонні напівпровідники, дефекти генерації

Отримано 20.04.2026
Отримано у переглянутому вигляді 28.05.2026
Підписано до друку 10.06.2026
Оприлюднено 30.06.2026

Список літератури

1. Maldague, Xavier P.V. (2001) Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing. New York: John Wiley & Sons, Inc.
2. Saidov, A., Leyderman, A.Y., Karshiev, A.B. (2019) Photothermovoltaic effect in a Si1-xGex variband solid solution. Applied Solar Energy, 55(1), 12–17. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X19010122
3. Saidov, A.S., Usmonov, S.N., Saparov, D.V. (2019) Structural studies of the epitaxial layer of a substitutional solid solution (GaAs)1−x(ZnSe)x with nanocrystals. Advances in Mater. Sci. and Engineering, 2019, 195, 3932195. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/3932195
4. Saidov, A.S., Leyderman, A.Yu., Karshiev, A.B. (2016) The thermovoltaic effect in variband solid Si1-xGex (0≤x≤1). Technical Physics Letters, 42(7), 725–728. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063785016070270
5. Saidov, A.S., Leiderman, A.Yu. (2015) Electrophysical and optical properties of silicon produced by multiple remelting of metallurgical silicon by concentrated solar beams (Review). Applied Solar Energy, 51(3), 183–194. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X1503010X
6. Saidov, A.S, Usmonov, S.N., Asatova, U.P. (2012) Growth of Ge1–xSnx solid solution films and study of their structural properties and some of their photoelectric properties. Semiconductors, 46, 1088–1095. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063782612080180
7. Saidov, A.S., Usmonov, S.N., Saidov, M.S. (2015) Liquid-phase epitaxy of the (Si2)1−x−y(Ge2)x(GaAs) y substitutional solid solution (0≤x≤0.91, 0≤y≤0.94) and their electrophysical properties. Semiconductors, 49(4), 547–550. DOI: https://doi.org/10.1134/S106378261504020X
8. Storozhenko, V., Myagkiy, A., Orel, R. (2016) Optimization of the procedure for thermal flaw detection in honeycomb structures by improving the accuracy of the interference function. Eastern-European J. of Enterprise Technologies, 5/5(83), 12–18. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79563
9. Aziz, A. (2009) A similarity solution for laminar thermal boundary layer over a flat plate with a convective surface boundary condition. Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simulat., 14, 1064–1068. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.05.003
10. Pidkopai, V.M., Hanzha, A.M., Marchenko, N.A. (2014) Mathematical simulation and identification of actual heat losses caused by the damaged insulation of the pipelines of heating mains. Visnyk NTU «KhPI»: Zbirnyk Naukovykh Prats. Seriшa: Enerhetychni ta Teplotekhnichni Protsesy y Ustatkuvannia, 12(1055), 83–89 [in Ukrainian]. https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/8979
11. Miahkyi, O.V., Orel, R.P., Meshkov, S.M., Storozhenko, V.O. (2024) Ways to increase the EMF of semiconductor elements based on thermoelectric effects. Radiotekhnika, 216, 103–107 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.30837/rt.2024.1.216.10
12. Storozhenko, V.O., Miahkyi, O.V., Meshkov, S.M., Orel, R.P. (2025) Application of wavelet analysis and differential-integral graphical methods for thermogram processing in thermal nondestructive testing. Technical Diagnostics and Nondestructive Testing, 2, 18–22. DOI: https://doi.org/10.37434/tdnk2025.02.03

---

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

---

Рекомендоване цитування

В.О. Стороженко, О.В. Мягкий, Р.П. Орел, С.М. Мешков (2026) Інфрачервона дефектоскопія сонячних батарей з термогенеруючим шаром на базі варізонних напівпровідників. Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 02, 13-16. https://doi.org/10.37434/tdnk2026.02.02