解析太阳能电池组件

“热斑效应”

随着科技日新月异的发展，光伏发电技术在国内外均得到了广泛的应用，其应用形式

多种多样，应用场所分布广泛，主要用于大型地面光伏电站、住宅和商用建筑物的屋顶、建
筑光伏建筑一体化、光伏路灯等。在这些场所，不可避免的会出现建筑物、树荫、烟囱、灰尘、
云朵等对太阳能电池组件造成遮挡。因此，人们关心的是此类情况对太阳能电池的发电效率
影响有多大，又该如何解决。

　　在实际应用中，太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来，以获得所期望的
电压或电流的。为了达到较高的光电转换效率，电池组件中的每一块电池片都须具有相似的
特性。在使用过程中，可能出现一个或一组电池不匹配，如：出现裂纹、内部连接失效或遮
光等情况，导致其特性与整体不谐调。

　　在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照
的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种
效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳能电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池
所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联
一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

　　关于组件热斑产生的原因、问题电池的来源及相应对策

　　

(一) 组件热斑产生的原因

　　光伏组件的核心组成部分是太阳电池，一般说来，每个组件所用太阳电池的电特性要
基本一致，否则将在电性能不好或被遮挡的电池

(问题电池)上产生所谓热斑效应。

　　为防止热斑产生应该在每一片电池上都并联一个旁路二极管，在当电池发生问题或被
遮挡时，其它电池产生的大于问题电池的电流将被旁路二极管旁路。

　　而事实上，在每一片电池上都并联一个二极管是不现实的。一般在组件上是

18 片(36 片

或

54 片电池串联的组件)或 24 片(72 片电池串联的组件)电池串联后并联一个二极管。

　　可以想象，当这

18 片或 24 片电池中产生的电流不一致时，也就是有问题电池存在时，

通过这串电池的电流将在问题电池上引起热斑。若电池串与串之间电流不一致，可以在接了
旁路二极管的组件特性曲线上看到所谓台阶曲线或异常曲线。

　　如果组件内太阳电池性能本来就不一致，必然导致组件发生热斑现象。我们可以通过组
件的输出特性曲线和红外成像看到组件热斑现象的存在。