随着高功率电池的量产，组件输出电流越来越大，导致热斑电池的温度也节节攀升，不仅早已超过组件规格书中标注的85度工作温度上限，有些72片的高效组件热斑温度更是达到160度以上（IEC 61215热斑测试的试验条件下）。对系统的安全使用和组件的长期可靠性都带来了极大的隐患。

采用适当的结构设计，可使半片电池组件中电池串的电流降低一半，从而使其在发生热斑时降低了热斑电池温度，从这一点来看，半片电池组件似乎为高功率组件，特别是72片高效组件解决热斑高温问题找到一条解决之路。

我们对144片（相当于常规72版型）横排先并后串，120片（相当于常规60版型）竖排先串后并两种典型半片组件做了热斑测试后发现，两种半片电池组件的遮挡面积均要达到半片电池片本身面积的90% 左右时，二极管才被导通。

90% 意味着，要对156X78mm半片电池，至少要覆盖成156X70mm，或者140X78mm这样的面积，二极管才能被启动工作。如果不能保证这样大的遮挡面积，二极管将发生滞启现象，组件将失去热斑旁路保护功能。

半片电池组件和常规整片电池组件在电路上的最大差别就是常规组件中只有电池片串联连接，而半片电池组件中则增加了并联的电池连接。 正是这个并联连接，导致了和常规整片电池组件不同的二极管旁路特性。

实验显示，无热斑组件在遮挡失配过程中（二极管启动前后），组件的电流，电压输出变化不大，可以降低系统中组件串的串联，并联的失配损失，提高系统发电效率和收益。不像常规整片电池组件和半片电池组件，由于串内电池失配导致好电池也被强制“限发”。严重时，导致一个二极管启动，组件输出功率损失掉1/3 。

对于电池面积为156X78的半片电池组件，在实际应用环境中，这个90%的单个电池覆盖，是很难实现的，除非一大块阴影同时覆盖了几个电池。直接后果就是接线盒中二极管启动的可能性会非常低，滞启现象严重，热斑问题只能任其发生，得不到解决。好在半片组件的热斑温度比常规整片组件热斑温度低不少。但由于长时间的滞启（旁路不启动）效应，半片电池组件热斑带来的后果也可能更加严重，长期可靠性可能存在隐患。

综上可思，既然二极管要到90%遮挡面积才启动，热斑温度又下降了，是不是可以考虑拿掉二极管，在节省成本的同时，有效缓解热斑效应呢？

用一块组件在户外进行模拟，研究组件安装旁路二级管和不安装旁路二极管两种条件下，不同遮光比例对遮挡电池片及旁路二极管的电压电流影响情况（左边未安装二极管，右边安装二极管）。

无二极管组件明显比有二极管的更容易受遮挡影响。说明组件实际应用时受尘埃，树叶，垃圾之类影响，旁路二极管对维持组件效率起到明显作用。【4】。

显然，没有了旁路二极管，热击穿的可能性更大了。 因此，即使半片组件要遮挡到90%，二极管才开始导通，还是保留二极管更加安全。

（2）半片电池组件一方面由于热斑温度风险降低，可以应用到72片高效组件，对于组件供应商来讲，还有2% 的输出功率标定的真金白银收益。但同时，用户则要承担二极管滞启效应带来的风险，成了半片电池组件应用中的尴尬之处。

本文作者：黄子健 安全长 武耀忠 施晓丹 王春成 等

注：

【1】CN 202585481 U 2012 黄子健 李蔚 刘必权 王金祥 耿文刚 匡超

【2】电力电子技术(广东工业大学)第二版 科学出版社 程汉湘主编

【3】热斑效应原理简介及模拟实验  杨江海 龚露 蒋忠伟 孙小菩

【4】太阳电池组件阴影遮挡问题实验研究. 张臻 沈辉 朱家劲 蔡睿贤

REDUCED SHADING EFFECT ON HALF-CELL MODULES  Hamed Hanifi, Jens Schneider, Joerg Bagdahn