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光伏组件的性能分析与数值模拟，硕士学位论文，共105页。
摘要
光伏组件是太阳电池与光伏系统的连接体与承载体，组件的质量及寿命直接影响光伏系统的输出与寿命，组件的设计及制作工艺与太阳电池也有密切的联系。同时光伏建筑一体化（BIPV，building integrated with photovoltaic）是未来发展的主流方向之一。本文主要通过研究各种光伏组件的性能及其影响因素提出光伏组件的输出模型，并就目前已出现的各种改进工艺探讨了未来BIPV光伏组件的发展趋势。
第一章首先介绍了光伏行业的发展状况及各国政策，光伏行业的发展受到政策导向影响较大，日本核事故给人们敲响了警钟，加快以太阳能为代表的新能源发展，欧日美市场再次迎来春天。随着光伏市场保有量的急速增长，如何降低成本，如何回收成为光伏市场必须面临的问题，准确的数值模拟为组件设计及工艺提供有力参考。
第二章主要为光伏组件的耐久性及其辅料研究，包括23 年多晶硅电池组件及20 年单晶硅电池组件，及6 年HIT组件的IV性能。运行多年的晶体硅电池组件材料有明显老化，EVA（Ethylene-Vinyl Acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物）老化及老化带来的诸多不利因素对组件的电性能和安全性能影响很大，我们对多晶硅电池组件进行了详细的材料分析，并与当前工艺进行对比，提出了导致EVA规律发黄的两种可能因素，希望能给以后工艺提供参考；此外，我们研究了灰尘对HIT（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer）组件I-V（电流-电压）性能的影响，研究显示，在广州户外运行了5 年的HIT组件，组件表面积灰对组件电流的影响较大，在除去灰尘之后组件短路电流Isc的平均增益为3.9%，最大功率点电流增益为4.3%，功率增加3.9%。
第三章和第四章主要研究中空式光伏组件的机构及运行时的传热机理，在广州典型气候条件下，中空玻璃光伏组件在不同辐照和温度下的输出性能，截止2011 年4 月我们监测到整个系统最高温度为67 ℃，发生在组件电池背面中央处，此时室内环境温度为30 ℃。同时讨论了这种组件替代窗户的节能环保性能及经济性，并针对目前存在的问题总结了引起中空玻璃光伏组件玻璃自爆的可能原因。长久以来中空式光伏组件在我国并未得到大规模使用，主要原因是成本高和缺乏认知，第四章最后就BIPV光伏组件的发展趋势给出了一些观点。
数值模拟对组件设计及寿命预测是非常重要的，第五章我们试图通过建立光伏组件的输出模型，并结合本文使用的中空双玻璃光伏组件，提出适用于BIPV光伏组件的输出模型，希望能对后续光伏建筑一体化工作提供参考，针对不同地区不同环境设计不同的BIPV组件。讨论了以EVA及PVB（Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛）为封装材料的常规组件在使用过程中已经暴露出的一些问题，并总结了目前在生产和使用过程中已经有了改进的技术，包括如何提高组件发电性能和安全性能，降低组件生产成本等。此外，我们联合企业研发替代EVA的封装材料——硅胶，目前正在试验阶段。通过数值模拟可以对新的组件工艺设计提供参考，本文提出的模型还有待完善和验证。
最后为全文总结，就本文工作中的不足之处及后续实验进行阐述。
关键词：光伏建筑一体化；旧组件；中空式光伏组件；传热性能；数值模拟

目 录
第一章 绪论 1
11 光伏产业的发展状况及趋势 2
12 国内外光伏应用状况 5
13 光伏建筑一体化的研究与应用 11
14 论文研究目的及内容 13
第二章 户外组件的耐久性研究及评价 15
21 多晶硅组件的耐久性及衰减研究 17
22 单晶硅组件的耐久性及衰减研究 21
23 多晶硅旧组件的辅料性能分析 23
24 灰尘对组件性能的影响 30
25 测试标准对组件性能评估的影响 33
26 本章小结 34
第三章 中空玻璃光伏组件 37
31 中空玻璃光伏组件的结构设计 37
32 中空玻璃光伏组件的性能 41
33 阴影遮挡对中空玻璃光伏组件的影响 49
34 本章小结 51
第四章 BIPV系统的性能评价 52
41 独立系统中组件的发电性能 53
42 光伏建筑一体化（窗户）的环境及经济性评估 56
43 光伏建筑一体化的自爆问题及解决方案 60
44 光伏建筑一体化的发展趋势及建议 61
45 本章小结 64
第五章 光伏组件输出的数值模拟 65
51 常规组件制备工艺的特点 65
52 光伏组件的工艺改进 69
53 光伏组件输出的数值模拟 79
54 本章小结 86
总 结 87
参考文献 89