太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法

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1、太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法 太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方针中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。 在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威

2、统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。 热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。 确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC 61215-2005，试验内容大致如下： 1. 装置 (1) 辐照源1，稳态太阳模拟器或自然光，辐照度不低于700W/m2，不均匀度不超过2%，瞬时不稳定度在5%以内。 (2) 辐照源2，C类(或更好)的稳态太阳模拟器或

3、自然光，其辐照度为1000W/m210%。 (3) 太阳电池组件I-V曲线测试仪。 (4) 一组对试验太阳电池组件遮光增量为5%的不透明盖板。 (5) 一个适当的温度探测器。 2. 程序 在太阳电池组件试验前应安装厂商推荐的热斑保护装置。 (1) 将不遮光的组件在辐照源1下照射，测试其I-V特性和最大功率点。 (2) 使组件短路，组件在稳定的辐照源1照射下，用适当的温度探测器测定最热的电池单片。 (3) 完全挡住选定的电池单片，用辐照源2照射组件。在此过程中组件的温度应该在5010。 (4) 保持此状态经过5小时的曝晒。 (5) 再次测定组件的I-V特性和最大功率点。 3. 要求 (1) 太阳

4、电池组件无严重外观缺陷； (2) 太阳电池组件最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%； 由试验过程得知，热斑耐久试验的最终目的是对太阳电池组件厂商的产品质量有严格要求，而试验过程也对试验装置有准确的规定。试验中，关键装置辐照源的选择有稳态太阳模拟器和自然光这2种。众所周知，自然光具有众多非人为的不稳定因素，诸如地区分布、气候变化、风向、温度等。根据实地测试，上海地区夏季正常晴天的中午自然光辐照度仅为700-800W/m2，很难达到1000W/m2的试验要求，更谈何持续5小时的曝晒。 综上，热斑耐久试验通常使用稳态太阳模拟器对太阳电池组件进行检测。中心自主研发的热斑耐久检测设备是实验室模拟热斑条件的必需设备，利用此设备进行热斑耐久加速试验可以尽早暴露质量问题，降低质量风险，提高产品可靠性和使用寿命，不仅适用于组件热斑试验，同时也满足早期光衰减试验要求。设备参数如下： (1) 有效照射面积：1600mm*1000 (2) 最大辐射强度：1000W/m2(3) 光源光谱分布：C级 (4) 均匀度：9.2%，C级 (5) 瞬时不稳定度：3%，C级 (6) 人机界面控制：PLC控制，样品温度、稳定度、副照度实时显示和积分功能。