摘要：本文建立了带旁路二极管保护的太阳能电池组件的数学模型，研究了有遮挡发生或者组件失配时模型中的各个参数对I-V曲线的影响，并结合实际分析了如何减小遮挡对带旁路二极管的组件的影响。

       0 引言

       晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因。

       在工业上，为了防止由以上原因造成的热斑效应和功率消耗，在组件制造时一般都会在每十几片串联的单片两端并上旁路二极管。这样做虽可减小组件的热斑效应，但同时也会使组件的整体性能出现畸变，最明显的就是体现在组件的IV特性曲线上。因此，研究带旁路二极管的太阳电池组件遮挡时的输出特性就变得十分有现实意义，可以为工业生产和科学研究提供帮助。

       1 各种失配情况模型建立及结果分析

       带旁路二极管保护的太阳电池组件当发生遮挡或其他事故时会出现失配，其I-V曲线会出现畸变，并会对最大功率造成影响。究竟是哪些原因影响着畸变的大小，怎样才能减小它对功率的影响呢？于是我们需要建立一个带旁路二极管保护的太阳电池组件的模型。而通过改变模型中一些参数的具体数值来分析这些参数对畸变的影响。

       由于各种组件和电池连接方式失配情况各有不同，所以需要分别建立不同的几个模型来进行考虑。

       1、1 每片电池片都并联旁路二极管的情况

       1、1、1 模型描述

       一般的太阳能电池组件都是串联，因此，本文的模型采用11个太阳能电池单片串联的模型，其中，10个单片是正常的电池，而第11片电池则是模拟的受遮挡的电池，或者说是适配性不好的电池。而除了等效恒流源的电流之外这11个电池的其它参数是完全一样的，这是因为平时的组件各个单片经过分选都是基本相同的，而遮挡的情况只是影响到其等效的恒流源的大小。

       具体到每个太阳电池单片的模型则是采用经典的也是用的最多的单指数模型本来是每个单片都并联一个旁路二极管，但是考虑到只有遮挡的那个单片旁路二极管才有可能导通，所以其他10片单片的旁路二极管可以省略。于是得到如图一所示的模型图。

       根据模型中各个元件的数学表达式和电路图，可以列出如下关系式。

       每次改变其中一个参数的值，所得的结果进行作图比较，可以得出每种情况下的I-V曲线。

       1、1、2数据分析

       根据上面所建立的模型分几种情况改变不同的参数进行计算可以得到下面的结果。