众所周知，光伏组件STC为：1000W/㎡，25℃，1.5AM，但系统在实际运行过程中组件的温度情况为：夏天背板的温度可达65℃以上，此时结区的工作温度可达85 ℃以上，温度的增加恶化了电池工作环境，导致组件输出功率的降低，同时还会加速封装材料的老化。
以海润265多晶组件为例，组件温度曲线和温度系数如下：
组件工作温度85℃时，功率损失达到峰值的20%以上，对于系统来说，整体效率下降，投资IRR降低，回收期延长。所以，研究组件工作温度的来源是非常有必要的。
组件实际工作温度的组成有三个方面：
• 光学吸收引起的温升
上图为组件的光路图，其中光学吸收包括⑥电池吸收利用、⑦玻璃吸收、⑧EVA吸收
• 硅材料的禁带宽度约1.12eV，对应波长1.13um的光子能量。除去被EVA
吸收的紫外光，太阳能电池一般的吸收波段为0.3um-1.10um，太阳能电池片吸收的18%左右的光能转化为电能，其余的部分基本转化为热能。
• 组件钢化玻璃透过率约为93%，其他部分转化为热能。
• EVA为乙烯和醋酸乙烯酯的聚合物，基料中还添加紫外吸收剂、紫外稳定剂、抗氧化剂和交联剂等，EVA吸收的高能量紫外线基本都转化为热能。
l 电流的热效应
根据焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。Q=I2*R*t。
LTspice模拟的组件等效电路
晶体硅太阳能光伏组件一般是由单片电池片串联而成，经过汇流层压封装而成，如上图，Rsh为并联电阻，反映的是电池的漏电水平。Rs为串联电阻，串联电阻包括电池片体电阻、表面电阻、与电极的接触电阻、电极电阻、汇流条电阻、焊接电阻。60pcs常规组件串联电阻总计约0.5Ω，工作电流8.35A，则单位时间内消耗的功率为34.8W。这些功率消耗全都转化为热量，会使得组件的工作温度升高。
l 组件与周围环境的热交换
物体的传热过程分为三种基本传热模式，即: 热传导、热对流和热辐射。
• 热传导：由于光伏组件与其它相互接触的材料（包括周围空气）存在热
梯度。光伏组件向外传导热的能力可以通过电池封装材料的热阻抗和材料结构来描述。热量的传导形式与电路中电流的传导形式相似。对于热传导，材料之间的温度差异驱使热量从高温流向低温区域。
• 热对流：从组件表面流过的物质把组件表面的热量带走。对于光伏组件
热对流是由组件表面的吹过的风引起。
• 热辐射：组件向外部环境传输热量的最后一种方式是向外辐射电磁波，
任何物体都会向外辐射电磁波，辐射的波由温度决定。
综上，降低组件的工作温度是提高组件可靠性和系统输出功率的的方向之一。
实现方式有以下几个方面：
1.采用新型电池PERC、IBC电池组件，有较高Voc和温度系数，拥有更好的高温性能；
2.通过优化栅线高宽比、烧结工艺及组件焊接技术，降低串联电阻；
3.采用散热效果较好和热阻抗较低的封装材料，例如轻质双玻组件，前后表面有更好的散热性能，有效降低组件工作温度；
4.在进行系统设计时尽量考虑通风条件，尤其是设计BAPV时，屋面与组件之间适当留空隙，会增加组件表面的热对流，组件工作温度相应会降低3-5℃。
原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：【金笔征文】光伏组件工作温度的分析