圖10為焊接不良問(wèn)題導(dǎo)致的熱斑灼傷，背板燒穿，原因源于組件工藝問(wèn)題。那么在焊接時(shí)，就要在工藝上嚴(yán)格控制起焊點(diǎn)，避免起焊點(diǎn)V型隱裂。在串焊接時(shí)，也同樣要控制起焊點(diǎn)，避免重壓及溫度過(guò)高產(chǎn)生V型隱裂。圖12可能為組件生產(chǎn)時(shí)混入一串低效電池片導(dǎo)致。圖14為二極管發(fā)熱，可能為二極管的質(zhì)量問(wèn)題或者連接松動(dòng)。

圖9 多個(gè)熱斑隨機(jī)分布圖

圖10 焊接問(wèn)題導(dǎo)致的熱斑灼傷痕跡

圖11 裂片造成熱斑效應(yīng)圖

圖12 低效電池片的混用

圖13 虛焊問(wèn)題引起的熱斑圖

圖14 接線盒發(fā)熱

三、PID組件快速檢測(cè)

PID(Potential Induced Degradation電勢(shì)誘導(dǎo)衰減)是在高溫高濕環(huán)境中，因晶硅組件負(fù)極和邊框玻璃之間存在較高的負(fù)電壓而產(chǎn)生的電性能衰減現(xiàn)象，如果電站中發(fā)生了PID，一般各個(gè)組串都有可能發(fā)生，其衰減程度也不盡相同，但隨著時(shí)間的推移，輕微PID組件的衰減程度會(huì)逐漸增加，同時(shí)PID組件由于內(nèi)部電池片的失配嚴(yán)重，因此將存在較大的熱斑隱患，對(duì)于PID衰減嚴(yán)重的組件可通過(guò)測(cè)試開(kāi)路電壓進(jìn)行檢驗(yàn)，而輕微PID的組件還需要在低輻照下檢測(cè)，本部分列舉了在電站現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)PID組件的方法，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

3.1 測(cè)試方法

（1）便攜式I-V測(cè)試法

晶硅組件發(fā)生PID后，其I-V曲線形狀會(huì)出現(xiàn)異常，電性能參數(shù)表現(xiàn)為Rsh、填充因子和開(kāi)路電壓Voc的降低。PID越嚴(yán)重，其曲線移動(dòng)的趨勢(shì)就如圖15箭頭所示。而對(duì)于輕微PID組件，其IV曲線的異常特征不太明顯，還需結(jié)合下面的方法(開(kāi)路電壓法、EL)進(jìn)行綜合分析。

圖15 單片電池片PID衰減后的I-V曲線

（2）開(kāi)路電壓（Voc）測(cè)試法

由于PID組件電性能參數(shù)有一個(gè)明顯特征，即并聯(lián)電阻值會(huì)下降很多，甚至低到個(gè)位數(shù)，正常組件的Rsh值一般在幾百兆歐以上。并聯(lián)電阻值的大小對(duì)組件的弱光效應(yīng)有較大的影響，如果Rsh值較低，在輻照度較高時(shí)，開(kāi)路電壓值和正常組件差異會(huì)較小，所以難以辨別，而在低輻照度下，Rsh值較低的組件，開(kāi)路電壓值會(huì)隨著輻照的降低而出現(xiàn)大幅下降。因此開(kāi)路電壓法測(cè)試需要選擇低輻照時(shí)間，便于和正常組件進(jìn)行明顯區(qū)分。特別對(duì)于PID衰減不明顯的組件(功率衰減≤10%)，通過(guò)I-V測(cè)試難以判斷的情況下，可以用該法進(jìn)行判斷。

（3）便攜式EL測(cè)試法

需要使用便攜式EL設(shè)備，PID組件在EL下的明顯特征為邊框四周電池片發(fā)黑(因電池PN結(jié)失效)。如下圖16所示，PID越嚴(yán)重，那么發(fā)黑的區(qū)域會(huì)增多，一般從邊框四周開(kāi)始，逐漸蔓延到組件中間區(qū)域。

圖16 左：功率衰減27% 中：功率衰減42% 右：功率衰減52%

3.2 組串排查方法

(1)在低輻照情況下(建議輻照度低于400W/m2)，通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，對(duì)每個(gè)匯流箱側(cè)的每一路的組串開(kāi)路電壓進(jìn)行測(cè)試，查找低電壓組串。

(2)對(duì)于低電壓組串，一般PID容易發(fā)生在組串的負(fù)極側(cè)，如20片一串的，要重點(diǎn)測(cè)試負(fù)極側(cè)第一片到第十片，并一直測(cè)試到出現(xiàn)正常組件為止。

(3)根據(jù)I-V測(cè)試曲線或者開(kāi)路電壓測(cè)試法判斷。

3.3 需要注意的地方

若存在非PID引起的低電壓組件，可能為其他原因造成，如旁路二極管失效、電池片失效等，對(duì)于此類(lèi)低電壓組件可利用PID組件的弱光效應(yīng)進(jìn)行測(cè)試排除。另外由于PID組件也會(huì)存在熱斑現(xiàn)象，使用紅外相機(jī)拍照雖然也是一種方法，但是很難和非PID造成的熱斑組件進(jìn)行區(qū)分。

四、總結(jié)

鑒于目前國(guó)內(nèi)電站質(zhì)量參差不齊，電站運(yùn)行一段時(shí)間后，業(yè)主也無(wú)法知曉實(shí)際的裝機(jī)容量以及衰減情況，因此為掌握電站組件的實(shí)際總功率，一般以匯流箱為一個(gè)單元逐個(gè)檢測(cè)，由于各個(gè)組串到匯流箱的距離不同，除光強(qiáng)和溫度修正外，還需要考慮方陣的匹配損失、線纜損耗、灰塵遮擋損耗、儀器測(cè)試誤差等因素并進(jìn)行補(bǔ)償，才能得到較為準(zhǔn)確的電站組件總功率，和組件標(biāo)稱(chēng)峰值功率相比較，即可計(jì)算實(shí)際的衰減率。同時(shí)文中介紹了常用I-V測(cè)試儀的原理和特點(diǎn)，并介紹輻照采集、溫度采集、修正方法相關(guān)內(nèi)容。

輻照采集目前主要是熱電型總輻射表和硅基光電二極管型光電表(包括使用標(biāo)準(zhǔn)電池片作為傳感器的光電表)，由于接受太陽(yáng)輻射光譜響應(yīng)范圍的不同，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意區(qū)別，前者因其高精度、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、光譜范圍0.28-3μm、環(huán)境溫度敏感性低、ISO標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，主要用于水平面和方陣斜面太陽(yáng)總輻射量(包括了直接輻射量、散射輻射量)的采集，可用于電站PR或Performance index(PI)計(jì)算，后者由于和電池板在光譜響應(yīng)上有較高的匹配度，可用于光伏組件或方陣的實(shí)時(shí)功率測(cè)試，有條件的電站可同時(shí)安裝這兩塊表，可進(jìn)行輻照對(duì)比，如在每天的不同時(shí)段上午、中午和下午進(jìn)行對(duì)比，在不同天氣下(晴天、陰天、多云)和不同季節(jié)進(jìn)行對(duì)比，這樣的工作國(guó)外相關(guān)研究人員都曾做過(guò)詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析。

總體來(lái)說(shuō)，電池片型光電表存在一些問(wèn)題，諸如電池片的衰減特性、易受環(huán)境污染、易受環(huán)境溫度影響、余弦誤差和方向誤差偏高、校準(zhǔn)難度大及測(cè)量精度和電池片封裝玻璃的透射率都有關(guān)系等，在測(cè)試時(shí)，由于不同類(lèi)型組件和電池片光譜響應(yīng)也不同，測(cè)試會(huì)存在誤差。在校準(zhǔn)的時(shí)候，特別是光電表的溫度修正、余弦誤差和方位誤差的測(cè)量和控制需要注意，所以綜合考慮，目前使用最廣泛的還是熱電表，對(duì)于戶(hù)外測(cè)試準(zhǔn)確度要求不高的可使用熱電表來(lái)采集輻照數(shù)據(jù)。

熱斑問(wèn)題在電站中非常普遍，可使用熱成像儀進(jìn)行逐個(gè)檢查，究其原因主要分為組件自身和環(huán)境因素兩大類(lèi)，由于熱斑問(wèn)題將導(dǎo)致組串失配，嚴(yán)重的組件非常有必要進(jìn)行更換，以保障電站運(yùn)行的可靠性。

PID組件在高溫高濕環(huán)境中容易發(fā)生，本文基于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提供了較全面的排查方法，也供大家參考，文中尚存在不足之處，有些內(nèi)容未能深入闡述，還有待于進(jìn)一步研究。