太阳能电池.docx
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太阳能电池
第一章绪论
1.1课题研究背景
21世纪一个关键话题便是可持续发展，它在上世纪八十年代开始被提出，中心思想便在于将经济发展与保护资源以及生态平衡能够协同进行。
从十八大召开到现在，习主席在很多场合都提到过“绿色发展”这一思想，重点强调用绿色惠及民众、富强国家这一发展思路，促进建立绿色发展模式以及生活模式。
习主席还曾经提出，绿色发展以及可持续发展是如今全球发展的一个整体趋势。
很长时间里，人们取得能源主要途径都来源于煤炭、石油以及天然气这些化石能源上，然而这些能源却具有很多不足和弊端，比如：
首先，这些化石能源都是经历几百年甚至上千年才形成，同时散布广泛并不集中，储存数量有限，由于过度挖掘，刚刚形成的化石数量和挖掘数量存在严重失衡，于是找寻能够替代的新能源刻不容缓；其次，这些能源排放出大量废弃物给环境带来极大影响，同时也给人们身体健康带来极大损害。
像PM2.5这些以往根本没有触碰的陌生词汇慢慢成了大家关注的焦点，其对广大民众身体所带来的损害、对环境带来的负面影响愈发严重。
大家对能源产生的危机感、环境遭到破坏、对环境治理投入等问题重视程度愈发提高，寻找能够持续且能够取代的新型能源便成了科学领域探究的重要课题。
因为地球上初级能源数量比较有限、挖掘费用愈发增高、能源需求迅速增加、环境污染日趋加剧这些因素，新能源以及可再生能源成了迫切需要的替代能源，同时也成了今后主要能源基础。
能源探索领域里，对太阳能加大力度开发成了大家一致想法。
上世纪九十年代末，太阳能这些比较突出的新能源受到很多国家政府部门全力支持，并受到普遍运用，像光照、风能、水力以及地热这些最为突出。
在这些技术里光伏发电进步速度最快，其系统产量提升以及技艺逐渐增强为处理能源危机以及环境污染等方面带来了曙光。
最近几年，全球范围内太阳能光伏发电技能在很多层面均获得重大成就。
太阳能电池性能和可靠性有了很大提高，产业已经实现规模化生产以及自动化时期，市场竞争与日俱增。
除了这些意外，太阳能被确认是取代化石能源最理想的能源。
太阳处于太阳系中心位置，距离我们生活的地球近93000000英里。
太阳核心位置在压强以及热量作用下氢原子产生聚合或者融合，最终产生核聚变，同时在这一过程中释放出无数能量。
这个能量通过光以及热这些方式辐射到太空里，这些能量中一些被地球吸收，就是大家常说的太阳能。
根据相关研究得知，地球能够吸收太阳能800000kw/s，即便只利用这些能量的0.1%，同时假使将太阳能转换率仅为5%，一年之中全世界利用光伏发电而形成的电能就可高达5.6×1012Kw.h，此数量与如今世界总体消耗能源量40倍是相同的。
而按照法国能源专家Jean-MarcJancovici的说法“地球一年中吸收太阳能能量大约为人们消耗能源总量的一千倍。
”为了使太阳能能够代替如今所使用的石油、天然气或者煤这些化石能源，每天只需从辐射至地球表面太阳能中取得0.01%便足矣。
太阳光芒能够照射在所有地方，不受地域约束，不管是陆地还是大海，不管是高山还是群岛均可覆盖到，能够直接开发并使用，方便收集，同时也不需要挖掘更不需要运输。
根据有关统计，一年内照射到地球上的太阳能源能够和1300000亿吨煤相提并论，是如今全球能够开发的最广泛能源。
另外，若按太阳形成的核能速率进行计算，H储量可以维持几百亿年，但是地球寿命只有几十亿年时光，站在这一角度来说，太阳能就是无穷无尽的能源。
使用太阳能最大优势便在于对环境不会造成污染，属于清洁能源，尤其对于目前环境污染严重这一事实来说，这些优势尤为突出和宝贵。
1.2课题研究意义
太阳能光伏产业不断向前推动这一过程中，所要面对的关键问题便在于成本太高。
这一技术核心部分就是电池组件，因为硅晶体材质以及技能方面存在约束性，所以其成本非常昂贵，所占比例几乎是整个光伏发电系统的七成，还有一个问题就是它的转换率比较低，同时还要受到温度、光照、湿度以及负荷状态这些因素影响，光伏电池组件运行期间能够形成的电压以及电流均或多或少产生波动，这样便直接影响整个系统输出功率出现不稳定现象。
这些内部以及外部原因既对光伏系统输出功率稳定方面产生干扰，同时对系统中各个组件使用期限造成极大影响。
因为现实运用过程中，光伏电池通常通过很多块电池组件通过并联或者串联方式连接在一起才产生电压或者电流。
为使光电转换率大幅度提高，这个组件里所有电池片均需具备一样或者类似特性。
但是实际运用期间，总会产生一些无法抵抗因素使得组建立某一或多个电池片和另外一些在特性方面无法匹配，比如：
产生光伏组件隐裂、断栅、蚯蚓纹、裂纹、连接失效或者遮光这些问题，使得它们和针体特性存在不协调。
在某些条件下，某些被遮蔽了的电池组件会被视为负载消耗其它没有被遮蔽电池组件所形成的能量。
被遮蔽的太阳电池组件这个时候就会产生热量，这一现象便是热斑效应。
一旦电池板热量加剧时，也许会对组件变成封装结构造成损坏，严重的会导致光伏电池烧毁，甚至引起火源。
光伏发电系统运用范围非常宽广，比如规模比较大的陆地光伏发电站、建筑物屋顶、路灯等。
这些地方肯定会存在建筑物、树木、尘埃或者云彩这些会对电池组件形成阻挡或者遮蔽。
现实运用过程，热斑效应不仅会对输出功率造成干扰，更会对整个光伏发电系统安全造成极大威胁。
所以，对太阳能光伏组件热斑效应进行探究具有十分重要的现实意义。
1.3课题研究现状
1.3.1光伏产业发展现状
光伏产业，简称PV（photovoltaic）。
根据半导体材料硅运用开采产生光导效应工业链叫做“光伏工业”，其中包含对金属杂质而言高于6个“9”硅材料制造、太阳能芯片制造、光电池零件制造、有关制造设施生产这些。
我们国家76%土地阳光照射饱满，所接受太阳辐射量分散比较均衡，跟水力发电、风力发电、核能发电这些做比较，我们用太阳能发电几乎没有一点释放与噪音，运用技能熟练，安全可行，除开大范围太阳能发电与独立光伏发电系统以外，太阳能还能利用抽水、超导体、二次电池、制氢这些各式各样方法存放，太阳能储热完全能够餍足我国今后安定能源需要。
太阳能是今后最干净、放心可行动力，欧美一些发达国度已经将太阳能开采运用当作动力革命核心进行长远计划，光伏工业现在一天比一天有所增益变成国际上继IT、微米电子工业以后又一个爆炸式扩展商业。
光伏工业是半导体加工各种技能和非常规能源要求彼此组合形成的可再生能源产业，同时还是我们国家战术性新部门和行业主要扩展目标。
这些年以来，我们国家光伏工业快速开展，完全运用本身工业配置与技能本金这一些优先条件，一直取得全球竞争领先机遇。
从我国能源局系统记载，直到二O一五年末，我们国家光伏发电量累计装机容量4318万Kw，比二O一四年增加了近54个百分点，一年发电量近392亿Kw.h，比二O一四年增加近57个百分点，增加装机容量1513万Kw，比二O一四年增加近43个百分点，实现了二O一五年度新增加太阳能发电装机1500万Kw这一目标，占据全世界新增装机25%还要多。
产业与讯息化部在二O一五年八月十九日公开材料表示，上半年我们国家光伏工业增加30%。
另外，商品价值在原有水平基础上有了提高，商业营销广泛有所改变，我国前四家多晶硅商业都完成生产丰收，前十家零件商业平均毛利润率超过15%，融入光伏生产商业规矩范围公示名单有二十九家零件商业平均纯利润率同时增加6.5%。
我们国家已经是全世界最主要光伏工业生产与扩展最好之光伏运用市场。
图1.1“十二五”期间光伏累计装机容量
Fig1.1TotalinstalledcapacityofPVduring12thFive-Year
图1.2“十二五”期间光伏新增装机容量
Fig1.2NewlyincreasedcapacityofPVduring12thFive-Year
就在此时，我们国家商业将面对生产能力过程中供给大于需求、主要技能和外国优先水平依旧有差别、市场过度依赖外需、配套体制还不完善这些各种严重因素，光伏工业扩展中存有种种严重性因素也尚未得到妥善解决。
现阶段我们国建处在光伏产业深层次调整时期，怎样正确对待目前开展面对的环境及因素，一针见血，推进商业成功跨越无序开展、生产能力供给大于需求这些过程阻碍，得到健康、不断开展，已经成了商业内关心的核心。
光伏工业是战术性新行业，开展光伏工业对整理能源构造、促进能源制造与交易方法改革、增进生态文明创办具有关键意义。
我国光伏产业当前遇到的困难，既是产业发展面临的严峻挑战，也是促进产业调整升级的契机，特别是光伏发电成本大幅下降，为扩大国内市场提供了有利条件。
要根据创新体制机制、改进政策方法、扩展交易市场、文明规定市场秩序、减少发电本金这些想法，通过筹划总揽全局、全面综合性实施计策，努力提高商业竞争实力。
1.3.2红外热成像技术发展现状
美国德克萨斯集团（TI）于一九六四年第一次研发成功热红外成像装置，从此开始了这一技术的发展之路。
TI公司制作这套装置，被称为红外前视系统（FLIR），它通过光学元件针对目标热辐射开展图像分步扫描，之后使用光电探测仪器实施光电转换，最终在屏幕中呈现出视频图像信号，如今这一系统在军用飞机、坦克以及航母中依然占据着关键地位。
上世纪六十年代中，瑞典AGEMA公司与国家电力局基于这一装置研制出了兼具温度检测功能的全新热红外成像装置，此装置通过液氮形成冷气，利用110V电压提供电量，重量近70斤。
到了七十年代法国汤姆逊公司又研发制造出无需制冷的红外热电视产品。
八十年代末又公布了多功能测量温度热像仪，把对温度的检测、更改、剖析以及收集、储存融合在一起，重量在14斤以下，此仪器无论是功能、准确度还是可靠性能方面均获得明显提升。
到了就是年代产生了很多制冷以及非制冷类型焦平面红外热成像产品，它们都能够开展规模化生产，把此技术的运用带入到了一个全新时期。
在二十世纪七十年代我国油管企业已着手对这一技术展开研究，到了八十年代初期，我国长波红外元件相关研究、制造以及生产技能获得一些提高。
到了八十年代末期和九十年代初期，我国应成功制造出实时红外成像模板仪器，在灵敏程度以及温度分辨率方面均实现较高水平。
九十年代我国红外成像设备中开始运用噪音不大且宽频前置这类放大器，制冷技术获得突破，而且由试验阶段转入了实际运用。
从21世纪初开始，单波段大规模且小像素、大规模双色/多色这些红外焦平面阵列获得高速向前推进，基于这些阵列红外成像系统进行列装，同时全新概念和体制的红外成像体系还没有形成，可以把这个时期定义为红外成像系统发展的中后期，也是目前正经历的发展阶段。
由于红外成像产品制造技艺不断提高，同时运用范围更加宽广，无论是在军事还是民用领域均担当着所有探测重任。
主要的应用理论包括：
（1）电力系统设备的监测：
红外成像检测技术基于高端科技，然后利用领先设备这对电力体系实施检查和测量，通过此设备形成的能够直接观看的热像图，来找出图像里温度不正常的地方，然后展开诊断，找出故障所属特性、方位以及轻重与否等事项。
（2）红外成像制导：
这一技术准确度极高，抵御干扰性能强，更加隐蔽，同时结构方面更加紧密，运用起来方便灵敏。
所以这一技术在如今武器装备方面获得普遍运用。
（3）材料检测：
通常用在对金属、复合以及塑料这些材料缺点以及不足之处进行检测。
（4）医学检测：
医学诊断把身体温度视作其中一项重要指标，同时利用红外成像仪器对身体温度实施测量。
人类身体由于疾病引发的某一部位温度改变能够作为大夫诊治判断病症一个关键凭据。
利用这种红外检测成像技术对人们身体不会造成伤害，检测经过也十分简便，不会对周围环境造成污染，并且价格实惠。
（5）农业作物的检测：
通常利用检测红外辐射使农作物表面不同温度可以被看见，这样便可达到没有损伤情况下进行检测。
有关研究所得结论为：
利用这一技术对农作物实施检测，能够尽早察觉农作物有没有被病原体侵害，有没有产生病变，这样便可及早防御，实现早期检测所要达到的目标。
1.3.3热斑效应的研究现状
如今新型能源愈发受到社会关注，同时光伏发电技术迅速向前推进，一个个有关光伏发电体系重要课题被攻下，同时有关光伏组件热斑效应同样被指出，而且获得有关可行性证实，甚至有些领域已经开始运用。
所谓热斑效应就是太阳能电池组件处于太阳光照射状态下，因为其中一些组件被其他物体遮蔽而不能正常工作，导致被遮蔽地方温度升高速度要比没有遮蔽地方快很多，由此使得温度太高而产生烧坏的暗斑[2]。
热斑效应已经成为大多数光伏电站运行过程中面临的关键问题，因此也引起了国内外众多学者的普遍关注：
1、利用红外图像鉴别技术对光伏组件热斑问题进行检测。
对于这一问题通过红外成像技术在诊断期间的具体运用，慢慢探索出了针对光伏组件工作期间产生的热斑问题进行检测的方法，主要有：
光伏组件红外热图有关图像预处理、运行期间编码分类、建立在脉冲神经网络基础上的热斑故障检测等。
2、热斑诊断以及模糊化改善控制办法。
通过光伏组件输出曲线斜率这对遮蔽数量实施判断，同时根据短路电流对阴影程度展开提前估测，另外在输出特性方面开展扫描同时采取模糊判断，从而完成热斑检测以及改善掌控，最终使光伏组件使用时限得到增加。
3、通过PVT组件减少热斑效应所造成的损害。
设计出一套背面回路扁盒形式的不锈钢材质水冷PV/T组件，通过水流在其中反复运动，从而实现对光伏组件降低温度分散热量这个目标，这样就可以使光伏组件不会受到损坏，降低热斑效应造成的负面影响，延长组件使用时限，同时增强组件发电效率。
4、热斑耐久试验方法。
这个实验时光伏组件中非常重要的一个测试内容，它和发电性能以及使用时限存在紧密关系。
当无旁路二极管保障状态下对光伏组件展开耐久实验，对实验期间电池片选取及其遮光面积确定这些技术难点开展探讨，这对规范这个实验过程来书具有指导价值。
1.4本文主要研究内容
本论文的主要研究内容如下：
1、首先，采用红外热像仪器对光伏电站中的部分组件展开热斑检测，对产生热斑效应那些光伏组件数目以及太阳能电池片数目进行统计，绘制成表格，并针对几个具有代表性的红外热像图展开评析，得出可能的热斑成因。
2、然后，从被测组件中分别选取2个正常工作的组件和2个发生热斑效应的组件，使用便携式太阳能I-V测试仪对其进行I-V特性测试，将4个组件的实测性能参数进行对比，分析热斑效应对光伏组件发电性能产生怎样影响。
3、最后，在MATLAB/SIMULINK中建立仿真模型，评析当光伏组件其中一些地方被遮住状态下接入以及不接入旁路二极管以后所呈现的输出特性，通过真实模拟实验证实了光伏组件接线盒里旁路二极管在光伏发电系统内的关键作用。
第二章太阳能电池工作原理及热斑效应
2.1太阳能电池简介
太阳能为辐射能源，必须依靠能量转换器方可将能量转变成电能。
将太阳辐射能量转换为电能的转换器就是太阳能电池，还有一种叫法就是光伏电池，它有时还被叫做太阳能芯片，是一种可以直接将太阳光转变为电能的电子器件，入射至电池表面的太阳光利用同时产生的电流以及电压这种形式来产生能量。
太阳能电池可分为：
硅、多元化合物薄膜、聚合物多层修饰电极型、纳米晶、有机以及塑料这些太阳能电池，在这些中硅太阳能芯片发展最为熟练，被广泛运用到各个领域。
它还可以划分成单晶硅、多晶硅以及非晶硅这3种太阳能电池。
另外它的结构通常有两种，即P+/N型或者N+/P型，P+以及N+均代表芯片正面光照一层材质导电类别；N以及P则代表芯片反面衬底半导体材质导电类别。
太阳能芯片所具电性能和其构成材质特性具有密切关系，芯片性能通过开路电压（UOC）、短路电流（ISC）、最大输出功率（Pm）、填充因子（FF）以及转换效率（η）等组成，它们都是衡量太阳能电池性能优劣重要指标。
2.2太阳能电池的工作原理
2.2.1半导体的光生伏特效应
太阳能电池工作原理基础在于半导体P－N结的光生伏特效应。
（1）P－N结的形成
晶体里，电子数量会一直和核电荷数保持相同，因此P以及N型硅对于外部而言都属于电中性。
如果把这两种硅放置在太阳下，只是进行加热，其外表是无法察觉有改变。
即便利用光能使电子从化学键里释放出来，以此形成电子-空穴对，然而在短时间里电子又被捕捉到，使其与空穴形成“复合”现象。
一旦P以及N这两种类型半导体联合起来，在它们交界面范围内便会产生一个特殊薄层，在P这一边都带负电，而N一边都带正电。
主要是因为P型半导体大多数都是空穴，而N大多数都是电子，它们之间形成浓度差别。
N这边的电子慢慢扩展至P一侧，而P这边的空穴慢慢扩展至N一侧，如果这种扩展产生便形成一个从N指向P的内部电场，它会阻碍扩展继续。
达到一个制衡状态时，便形成这个薄层从而形成浓度差别，这便为P－N结。
到目前而言，大部分太阳能芯片制造企业均利用扩散技艺，使它们交界处形成P-N结，其实太阳能芯片基本构造就是一个被扩大的P-N结。
图2.1P－N结的形成过程
Fig2.1FormationprocessofP-Njunction
（2）P－N结的光生伏特效应
光生伏特效应就是半导体在太阳光照射下形成电动势这一现象。
它是半导体电池完成光电转换在理论方面的依据，同时还是光电设备开展工作非常关键的物理反应。
设入射光垂直P－N结面，光子便钻进P－N结区域内，有的甚至钻入半导体里面。
那些比禁带宽度强的光子被P-N结吸附以后形成电子-空穴对，在光照作用下大部分载流子浓度几乎没有发生太大变化，但还是有很少一部分浓度产生巨大改变，所以应该把重点放在这些少数载流子运动方面。
在P－N结势垒区电场作用下，它两侧那些少数载流子朝着相反方向运动：
P区的电子穿过P－N结进入N区；N侧空穴涌进P侧，这样P侧电势开始提升，相反N侧减少，如此两侧边产生光生电动势，这就是P－N结的光生伏特效应。
因为在P－N结两侧形成光生伏特效应，其实就是在其两侧增加了正电压，导致势垒减少，形成正电流，如果P-N结电路开通，光生以及正向两股电流一样，那么P－N结两侧能够构建平稳的电势差Voc，这便是太阳能芯片的开路电压。
若把P－N结和外部电路连接，只要光照一直存在，便会有连续不断的电流流经电路，此时P－N结便充当了电源功能。
这就是太阳能电池的基本工作原理。
图2.2光生伏特效应原理图
Fig2.2Principleofphotovoltaiceffect
2.2.2太阳能电池的等效电路模型
下图呈现的便是太阳能芯片等效电路简略图：
图2.3太阳能电池等效电路图
Fig2.3Equivalentcircuitofsolarcell
（1）
：
为太阳能电池的外负载电阻。
（2）
：
为太阳能电池输出的负载电流。
（3）
：
在光照不变情况下，因为光生电流
不会随着太阳能芯片运作情况发生改变，所以处于等效电路时应被看成为一个恒流源。
在RL=0这种情况下，测量所得电流便是太阳能芯片的得到ISC。
ISC是指太阳能芯片在标准光束辐射条件下，并且输出端处于短路状态，通过太阳能芯片两侧的电流。
ISC值同太阳能芯片表面面积以及照射光束光照强度成正比例关系。
1cm2太阳能电池的ISC值一般约为16-30mA。
温度如果不断增加，那么ISC值同样随之增加，通常情况下，温度只要增加1℃，ISC值随之增加78µA。
（4）ID：
ID为暗电流。
中一部分通过负载电阻RL，并在其两侧形成端电压U，同时，其还正向偏置于P－N结，导致形成同光电流方向不同的ID。
在没有阳光照射情况下，硅型太阳能芯片基本特征大致和一个二极管等同。
暗电流就是指太阳能芯片处于没有阳光照射情况下，通过外部电压运作P－N结内流过的单向电流。
其强弱能够体现目前温度下，太阳能芯片P-N结本身能够形成的总扩散电流改变状况。
（5）RS：
RS为串联电阻。
因为太阳能芯片前后两面电极接触，并且芯片材质拥有不同程度电阻率，因此，基区以及顶部都会随之引入附加电阻。
通过负载那些电阻流经他们时，一定会造成耗损。
处于太阳能电池等效电路时，把他们整体效果通过某一串联电阻RS进行呈现。
RS一般通过芯片本身、表面、电极导体以及金属导体这些电阻部分共同构成。
实际应用太阳能芯片时，RS阻值相对来说均较低，大约为10-3欧到几欧这个范围内，因为RS阻值愈高，造成线路损耗就越强，太阳能芯片输出功率也会随之降低。
（6）Rsh：
Rsh为并联电阻（旁路电阻）。
太阳能芯片制造过程中，太阳能芯片边缘以及金属电极有时会不可避免出现细小裂纹以及被划痕迹，这就会产生边沿漏电和金属桥漏电现象，从而使原本流经负载的光生电流被短路，所以需要通过连接一个并联电阻Rsh来进行等效。
不同于RS，Rsh的阻值相对较大，通常是几千欧姆。
一般通过芯片表层污渍以及半导体晶体不足产生泄露电流而对应的P－N结以及芯片边缘泄露电阻这些部分构成。
2.3热斑效应
2.3.1热斑效应简介
太阳能芯片整个组件通常都会放置在地势比较平坦，面积广阔且太阳光充沛的区域。
长时间的运行过程中不可避免地留下鸟粪、尘土、植物叶子这些覆盖物，它们会在太阳能芯片板表面留下阴影，在大面积的太阳能电池组件方阵中，组件与组件之间的间距不够大也会互相形成阴影。
因为部分阴影形成，导致太阳能芯片里很多单个芯片电流以及电压都会有所改变。
最后造成其部分电流以及电压值的乘积变大，因此导致芯片组件表面部分区域温度开始增加。
太阳能芯片组件里有些芯片单片存在自身缺陷也会造成这个芯片组运行期间出现局部发热这种现象。
简单来说，在某一条件下，某些被遮蔽了的芯片组件会被视为负载消耗其它没有被遮蔽电池组件所形成的能量。
被遮蔽的太阳芯片组件这个时候就会产生热量，这一现象便是热斑效应。
它会给太阳能芯片整体组件带来巨大损害，存在阳光照射的太阳能芯片整体组件形成的一些或者全部能量，均可能被这些遮蔽组件消耗殆尽。
存在这种现象的严重区域局部温度会特别高，最高可能超过150℃，这会使电池组件局部区域烧坏或出现黑斑、焊点熔化、封装材料老化、玻璃炸碎、焊带腐蚀等恶劣问题，使得太阳能芯片整体组件在安全指数方面很大程度地降低。
太阳能芯片日常运行期间，如果热斑效应出现局部升温达到某一程度便会导致芯片组件上焊点开始融化，同时对栅线造成破坏，最终造成这个太阳能芯片组件彻底无法使用。
根据外国非常具有权威相关统计，由于热斑效应存在导致太阳能芯片整体组件实际使用时间最少降低降低了10%。
2.3.2热斑效应的产生机理
热斑效应形成机理是因为某一光伏电池同二极管存在类似p-n结结构，也就是所谓的反向雪崩击穿现象。
具体描述为：
把太阳能电池实施并联或串联，如果输出功率不一样，功率比较低的一方会吸附另外一些电池其中一些甚至所有功率。
因为太阳能电池拥有同二极管相同特征，如果其处在阴影范围内便会像承受相反压力二极管那样，既会利用光伏电池内耗使其中一些功率损耗，使整个系统有效输出功率下降，同时还会使得电池积聚热量，产生热斑效应。
如下图呈现的那样，某一太阳能电池组件通过四个电池元以串联方式构成，3号被覆盖物遮蔽，因为被遮蔽所以导致其可以提供的max电流降低，按照基尔霍夫电压以及电流定律可知，如果电路里所流经电流相对于3号所提供max电流还要高，那么三号只能选取负压最终形成负载，产生热斑现象。
图2.4光伏组件简图
Fig2.4SimpleschematicofPVmodule
根据光伏电池等效电路这个角度进行剖析：
光伏电池是一个面积被扩大的二极管，它通过无数细小二极管利用并联方式构成一个面积更大的二极管，上图2.3呈现的便是等效电路模型。
其中IL表示表光生电流，在某一特定阳光照射下运作的太阳芯片，它不会随着负载改变，所以可以视作是一个恒流源；因为光生电动势导致P-N结向正方向偏离，所以经过二极管出有一个漏电流，它和光生电流呈反方向，所以叫做暗电流ID；芯片边缘或者P-N结地方漏电而导致的电流耗损，可以通过并联电阻Rsh来表征；Rs是芯片的串联电阻。
必须强调一点，这个图只是光伏电池等效电
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