中心議題：

• 太陽電池熱斑的成因
• 熱斑與暗電流的關係
• 實驗室測試結果分析

隨著社會對能源的需求量越來越大

，“能源安全危機”的問題也愈發突顯。對此，經濟和社會學家舍爾赫爾曼曾提出“陽光型世界經濟”的(de)概(gai)念(nian)，指(zhi)出(chu)利(li)用(yong)陽(yang)光(guang)型(xing)能(neng)源(yuan)和(he)陽(yang)光(guang)型(xing)原(yuan)材(cai)料(liao)即(ji)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)來(lai)滿(man)足(zu)人(ren)類(lei)對(dui)能(neng)源(yuan)和(he)原(yuan)材(cai)料(liao)的(de)總(zong)體(ti)需(xu)求(qiu)，可(ke)為(wei)世(shi)界(jie)經(jing)濟(ji)發(fa)展(zhan)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)可(ke)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)的(de)長(chang)遠(yuan)戰(zhan)略(lve)和(he)出(chu)路(lu)。因(yin)此(ci)，開(kai)發(fa)利(li)用(yong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)
、實現能源工業可持續發展的任務更加迫切
，更具深遠的意義。
　　
太陽輻射能具有取之不盡、用之不竭、無汙染
、廉價

、能夠自由利用等特點
，引起了人們對研究太陽電池的濃厚興趣。太陽電池具有質量輕、使用安全
、不汙染環境、gongzuoshibuchanshengreliangdengyoudian
，shiyizhongdianyawendingxinglianghaodechunzhiliudianyuan。jinnianlai
，taiyangdianchiyingyongyutaiyangguangfadiandejishuyijingqudelehendajinzhan，henkenengchengweirenleiweilaizhuyaodianlilaiyuanzhiyi。yinci，taiyangdianchideyanjiuyoujiqizhongyaodeyiyi。
　　
隨著太陽電池的廣泛應用，一些影響電池壽命的不利因素也出現在我們麵前。熱斑就是其中之一。
　　
熱斑的成因
　　
太陽電池熱斑是指太陽電池組件jian在zai陽yang光guang照zhao射she下xia，由you於yu部bu分fen組zu件jian受shou到dao遮zhe擋dang無wu法fa工gong作zuo，使shi得de被bei遮zhe蓋gai的de部bu分fen升sheng溫wen遠yuan遠yuan大da於yu未wei被bei遮zhe蓋gai部bu分fen，致zhi使shi溫wen度du過guo高gao出chu現xian燒shao壞huai的de暗an斑ban，如ru圖tu1所suo示shi。熱re斑ban可ke能neng導dao致zhi整zheng個ge電dian池chi組zu件jian損sun壞huai
，造zao成cheng損sun失shi。因yin此ci
，需xu要yao研yan究jiu造zao成cheng熱re斑ban的de內nei在zai原yuan因yin
，從cong而er減jian小xiao熱re斑ban形xing成cheng的de可ke能neng性xing。太tai陽yang電dian池chi熱re斑ban的de形xing成cheng主zhu要yao由you兩liang個ge內nei在zai因yin素su構gou成cheng，分fen別bie與yu內nei阻zu和he太tai陽yang電dian池chi自zi身shen暗an電dian流liu大da小xiao有you關guan。
 

　　
通常簡化假定其溫度取決於下列幾個主要因素：日照強度L、環境溫度T
，以及內阻產生的溫升Ti
，組件溫度(陣列溫度)T可近似地按下式計算：



式中：死為L=0，Ts=0
，Ti=0時陣列的溫度
；
　　
To、a1
、a2為根據實驗數據按最小二乘法處理後所得的係數，與所使用的太陽電池的類型
、安裝地點

、支架形式等因素都有關係。
　　
由式(1)可見，當光伏陣列中太陽電池被雲、樹葉或其它物體遮擋時
，由於光照的變化
，其溫度將明顯不同於陣列中那些未被遮擋的部分。同樣，當光伏電池處於開路
、duanluhuodianxingfuzaidengbutonggongzuozhuangtaishi
，youyuliuguodedianliuheneizujunyoubianhua，qiwenduyiyousuobutong。dangtaiyangdianchizujianzhongbufendianchisunhuaishi
，qiwenduchayijianggengjiamingxian。

熱斑與暗電流的關係
　　
由於一個太陽電池組件一般包含36或72塊太陽電池矽片，不同的矽片的暗電流是不一樣的，由圖2所示太陽電池簡略示意圖可分析如下。


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在zai短duan路lu情qing況kuang下xia，當dang太tai陽yang電dian池chi組zu件jian其qi中zhong某mou個ge矽gui片pian被bei遮zhe擋dang時shi，它ta就jiu不bu再zai正zheng常chang工gong作zuo

，發fa揮hui太tai陽yang電dian池chi的de作zuo用yong，而er是shi相xiang當dang於yu一yi個ge內nei阻zu，此ci時shi由you其qi他ta太tai陽yang電dian池chi組zu件jian進jin行xing供gong電dian，由you


可知，此矽片生熱主要取決於電流I的大小，而

式中：I為逆電流；
　　Id為暗電流；
　　Ish為流過並聯電阻的電流)對於不同的太陽電池矽片來說，每一塊太陽電池矽片的暗電流是不一樣的。
　　
因此由式(2)我們可以得出結論，逆電流較大的太陽電池矽片，在外界環境相同的條件下，其產生熱斑的可能性較大。
　　
實驗室測試結果
　　
為了驗證遮擋造成的溫度變化，我們在實驗室進行了測試來加以驗證。如圖3(a)～圖3(g)所示
，是在實驗室模擬陽光照射
，對一塊多晶矽太陽電池組件隨機挑選7塊矽片遮蓋所作的升溫實驗曲線圖表，用Origin7．0軟件進行的擬合：
　　
實驗數據如表1所列，在實驗室的測試條件為AM1．5
，1000W／m2，25℃。
　　
從上麵分析的圖形中分別選出斜率最大和最小的兩組數據：即圖3(e)與圖3(a)兩組，測量開路電壓

、短路電流
、對比逆電流進行比較，逆電流大的太陽電池矽片產生熱斑的可能性較大
，符合理論分析。

多duo晶jing矽gui太tai陽yang電dian池chi用yong作zuo地di麵mian上shang的de電dian源yuan時shi，根gen據ju需xu要yao將jiang單dan片pian電dian池chi先xian進jin行xing串chuan並bing聯lian組zu合he，然ran後hou密mi封feng在zai透tou明ming外wai殼ke中zhong以yi構gou成cheng太tai陽yang能neng組zu件jian。外wai殼ke通tong常chang用yong強qiang化hua玻bo璃li和he透tou明ming的de耐nai水shui性xing樹shu脂zhi構gou成cheng。多duo晶jing矽gui太tai陽yang電dian池chi在zai構gou成cheng組zu件jian後hou，已yi裝zhuang有you旁pang路lu二er極ji管guan用yong以yi消xiao除chu熱re斑ban。
　　
對(dui)於(yu)暗(an)電(dian)流(liu)的(de)分(fen)析(xi)

，由(you)於(yu)在(zai)此(ci)實(shi)驗(yan)不(bu)易(yi)單(dan)獨(du)區(qu)分(fen)出(chu)暗(an)電(dian)流(liu)與(yu)逆(ni)電(dian)流(liu)。但(dan)二(er)者(zhe)所(suo)反(fan)映(ying)的(de)函(han)數(shu)特(te)征(zheng)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de)。因(yin)為(wei)逆(ni)電(dian)流(liu)在(zai)現(xian)實(shi)實(shi)驗(yan)中(zhong)較(jiao)暗(an)電(dian)流(liu)容(rong)易(yi)測(ce)出(chu)，故(gu)可(ke)用(yong)逆(ni)電(dian)流(liu)代(dai)替(ti)暗(an)電(dian)流(liu)，試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)反(fan)映(ying)曲(qu)線(xian)的(de)特(te)性(xing)也(ye)是(shi)沒(mei)有(you)改(gai)變(bian)的(de)。通(tong)過(guo)對(dui)7片電池進行遮擋，測量溫度變化率及電池的暗電流，進行分析得出結論逆電流大的電池更易產生熱斑。