薄膜光伏組件的熱斑效應(yīng)和應(yīng)對(duì)措施

在實(shí)際應(yīng)用中，太陽(yáng)能電池一般是由多塊電池組件串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)，以獲得所期望的電壓或電流的。為了達(dá)到較高的光電轉(zhuǎn)換效率，電池組件中的每一塊電池片都須具有相似的特性。在使用過程中，可能出現(xiàn)一個(gè)或一組電池不匹配，如：出現(xiàn)裂紋、內(nèi)部連接失效或遮光等情況，導(dǎo)致其特性與整體不諧調(diào)。在合理的光照條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的光伏電池，會(huì)由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，被遮蔽的光伏電池不但?duì)組件輸出沒有貢獻(xiàn)，而且會(huì)消耗其它電池產(chǎn)生的電力，此時(shí)會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。 　　

相對(duì)于晶體硅而言，非晶硅薄膜電池組件在整個(gè)組件上膜厚比較均勻，多個(gè)子電池的電流匹配良好，不會(huì)出現(xiàn)晶體硅組件易發(fā)生裂紋或隱裂紋的情況，通過優(yōu)異的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系制成的非晶硅光伏組件，幾乎不會(huì)發(fā)生薄膜組件中各子電池內(nèi)部鏈接失效的問題。另外，對(duì)于晶體硅太陽(yáng)電池，小遮擋即可引起大功率損失，導(dǎo)致組件溫度過高，嚴(yán)重的會(huì)燒壞組件，甚至引起重大火災(zāi)；但非晶硅薄膜電池的電流密度較小，陰影遮擋對(duì)于薄膜電池也會(huì)存在影響，但是影響要比晶體硅電池小得多。

針對(duì)薄膜光伏產(chǎn)品的熱斑效應(yīng)，國(guó)際電工委員會(huì)制定了嚴(yán)格的認(rèn)證試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品必須在極為嚴(yán)酷條件下經(jīng)受住熱斑效應(yīng)的測(cè)試。薄膜光伏組件經(jīng)過熱斑耐久試驗(yàn)之后，首先進(jìn)行外觀檢查，對(duì)任何裂紋、氣泡或脫層等情況進(jìn)行記錄或拍照。如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷，如：破碎、開裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面;組件有效工作區(qū)域的任何薄膜層有超過一個(gè)電池面積10%以上的空隙、看得見的腐蝕，在組件的邊緣和任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或剝層等，喪失機(jī)械完整性，導(dǎo)致組件的安裝或工作都受到影響，則視為不合格。如果存在外觀缺陷但不屬于上述的嚴(yán)重外觀缺陷，如：組件有效工作區(qū)域的任何薄膜層有空隙和可見的腐蝕，輸出電線有可見的腐蝕等，則拍照進(jìn)行記錄；如果在對(duì)后續(xù)的其他測(cè)試實(shí)驗(yàn)沒有影響，則認(rèn)為薄膜光伏組件通過了熱斑效應(yīng)測(cè)試，如果造成影響，則另選兩塊組件重新進(jìn)行熱斑效應(yīng)測(cè)試。此外，組件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的最大輸出功率的衰減不能超過測(cè)試前的5%；絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。

解決熱斑效應(yīng)問題的通常做法，是在組件上并聯(lián)一個(gè)二極管。通常情況下，這個(gè)二極管不影響組件正常工作。當(dāng)組件中的電池被遮擋時(shí)，此時(shí)二極管導(dǎo)通，從而避免被遮電池過熱損壞。 　　令客戶可以放心的是，目前，包括普樂新能源在內(nèi)的國(guó)內(nèi)多家薄膜組件制造商通過了國(guó)際上最權(quán)威的和最嚴(yán)酷的產(chǎn)品工作性能和安全性能的認(rèn)證。需要注意的是，光伏電站的設(shè)計(jì)、施工和并網(wǎng)使用過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到遮擋對(duì)光伏電站和光伏系統(tǒng)的影響，需要對(duì)光伏電站進(jìn)行合理的布局并采用最大功率控制等技術(shù)把陰影對(duì)光伏系統(tǒng)的影響減小到最低程度。