運(yùn)營期內(nèi)，組件最大功率的保證程度是業(yè)內(nèi)最關(guān)心的問題，也是光伏電站能否取得預(yù)期收益的基礎(chǔ)。下圖為根據(jù)鑒衡對幾百種不同型號投用組件的監(jiān)測結(jié)果，對組件最大功率保證程度的總體分析和判斷。
總體看：
1）已投運(yùn)電站中組件最大功率的總體保證程度還不夠理想，相當(dāng)比例的組件存在功率過快衰減的風(fēng)險(xiǎn)。
2）在制造端，提效降本仍是熱點(diǎn)，以最大功率保證能力為核心的可靠性研究還未得到應(yīng)有的重視。
3）應(yīng)用端還未建立起以可靠性為核心的技術(shù)研究體系，特別在組件最大功率衰減與其內(nèi)在質(zhì)量及運(yùn)行環(huán)境的關(guān)聯(lián)關(guān)系、失效模式的研究方面。
組件是電氣設(shè)備，各種原因?qū)е碌某隽p損均可通過電學(xué)參數(shù)的變化做出解釋。本文試圖通過組件輸出特性（含計(jì)算參數(shù)）的變化探究組件最大功率過快衰減的致因及防控措施，以利于電站建設(shè)單位更為準(zhǔn)確地確定組件的選型和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，包括運(yùn)營過程的管控。
圖1為典型的組件IV曲線。運(yùn)營期內(nèi)，圖中所示的電學(xué)參數(shù)，包括開路電壓（Voc）、短路電流（Isc）、運(yùn)行電壓（Vmp）、運(yùn)行電流（Imp），都會隨著時間推移按沿箭頭所示方向變化，填充因子（FF）和組件最大功率（Pmp）也會隨之變化。
圖2為組件等效電路示意圖?；趫D2所示電路，本文導(dǎo)入名義串聯(lián)電阻（NRs）和名義并聯(lián)電阻（NRsh）兩個指標(biāo)，公式1）、公式2）分別為兩個指標(biāo)的計(jì)算方法。
NRs=（Voc-Vmp）/IMP…………公式1）
NRsh=Voc/（Isc-Imp）…………公式2）
需要說明的是：
a) 實(shí)際電路要復(fù)雜得多，圖中標(biāo)示的串聯(lián)電阻（Rs）和并聯(lián)電阻（Rsh）不同于常規(guī)意義上的電阻。實(shí)際的電路中導(dǎo)致壓降的因素很多，如電池、漿料、導(dǎo)體的內(nèi)阻及電路連接的接觸電阻，標(biāo)示的串阻實(shí)為各類阻抗的組合；分流因素也很多，如電池內(nèi)部或表面雜質(zhì)、PN結(jié)不良、電池或組件局部連通導(dǎo)致的分流，標(biāo)示的并聯(lián)電阻實(shí)為各類分流因素的組合。
b) 基于數(shù)據(jù)的可獲得性，復(fù)雜問題簡單化，采用公式1）和公式2）給出的簡易方法計(jì)算電路的串、并聯(lián)電阻，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在偏差，但具有同向性。
一、運(yùn)行期內(nèi)組件電學(xué)參數(shù)隨時間的變化
為考查組件投運(yùn)初期輸出特性的變化特點(diǎn)，從３個電站各選取20塊同型號組件，在組件安裝前及投運(yùn)６~8個月后，由同一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行IV對比測試。圖３為根據(jù)樣本組件的測試結(jié)果，對運(yùn)行初期組件輸出特性變化的對比分析。圖中，M1、M2、M3分別代表3個不同型號的組件，Voc、Isc、Vmp、Imp、 FF 、Pmp的增減幅度為20塊樣本組件測試結(jié)果均值的對比。
結(jié)果看，投運(yùn)初期，Voc、Vmp、 FF變化不大，Isc、Imp降幅較大，且與Pmp降幅接近，特別是Isc，說明組件投運(yùn)初期的功率衰減主要由短路和運(yùn)行電流的變化所致。導(dǎo)致短路電流下降的原因很多，例如電池少子壽命和陷光效應(yīng)降低，玻璃和EVA透光率下降，需要具體問題具體分析。
為考查組件投運(yùn)一段時間后輸出特性隨時間的變化，在5款不同型號的組件中各選擇4塊組件，在投運(yùn)一年及2年后，由同一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行輸出特性變化情況的對比測試。圖4為根據(jù)樣本組件的測試結(jié)果，對運(yùn)行后不同時段組件輸出特性的對比分析。圖中，M1、M2、M3、M4、M5分別代表5個不同型號的組件，Voc、Isc、Vmp、Imp、 FF 、NRsh、NRs、Pmp的增減幅度為4塊樣本組件測試結(jié)果均值的對比。
結(jié)果看，Voc、Vmp、Isc、Imp、 FF 、NRsh、NRs均發(fā)生不同程度的變化，其中，降幅最大的是名義并聯(lián)電阻，意味著隨時間的推移，電池或組件的漏電流在增加。
需要說明的是：
a) NRsh、NRs為計(jì)算參數(shù)，理論上講，并聯(lián)電阻越大越好，串聯(lián)電阻越小越好。
b)數(shù)據(jù)上看，并聯(lián)電阻的下降主是由于組件Voc下降及IV曲線的水平臂變斜所致；另外，表觀看，相隔一年后，組件的名義串聯(lián)電阻降低，與常識相悖，并非實(shí)際情況，主要是由于IV曲線的水平擘變斜、最大功率跟蹤點(diǎn)下移所致。
二、組件最大功率過快衰減的致因及防控措施
如前所述，組件的電學(xué)特性都會隨投運(yùn)時間的推移發(fā)生變化。對運(yùn)行一段時間的組件，綜合反應(yīng)在名義并聯(lián)電阻的降低或串聯(lián)電阻的提高上。
為考察組件串、并聯(lián)電阻的變化情況，從已投用3年的2種型號組件中，各選擇10塊組件進(jìn)行STC條件下的對比測試。圖5、圖6為根據(jù)IV測試結(jié)果，名義并聯(lián)和串聯(lián)電阻計(jì)算結(jié)果對比。
從圖中可以看出，B款組件的并聯(lián)電阻和串聯(lián)電阻分別高或低于A款組件，且相對穩(wěn)定。從電站實(shí)際發(fā)電量對比看，使用B款組件的方陣。發(fā)電量明顯高于使用A款組件的方陣。
保持較高且相對一致的并聯(lián)電阻以及較低且相對一致的串聯(lián)電阻是一款高可靠性組件的應(yīng)有特質(zhì)。
如前所述，隨時間推移，并聯(lián)電阻的降低為組件最大功率衰減的首要原因，意味著防止特殊原因?qū)е碌牟⒙?lián)電阻異常變化為防控重點(diǎn)。
為探究組件并聯(lián)電阻異常變化的原因，從4個電站中各選取同型號的3塊組件作為一個樣本組，合計(jì)4個樣本組進(jìn)行IV和EL對比測試。圖7為名義并聯(lián)電阻計(jì)算結(jié)果均值指數(shù)對比（注：均值指數(shù)指單塊組件名義電阻與同組名義電阻均值的比值），圖8為各組并聯(lián)電阻較低組件的EL圖片。
從圖中可以看出，并聯(lián)電阻明顯低于正常水平的組件，均存在明顯的缺陷。
需要說明的是：目前某些被業(yè)界認(rèn)為影響較大的缺陷，實(shí)際的影響不一定大，而某些容易忽略的缺陷，也可能是組件最大功率過快衰減的主因。
三、結(jié)語
組件交付的同時，提供最大功率保證已是行業(yè)慣例，但在實(shí)際工作中，一是存在測不準(zhǔn)、測不了的問題；二是對組件最大功率衰減的機(jī)理、過快衰減的原因缺少系統(tǒng)研究，難于從預(yù)防的角度，制定更為系統(tǒng)、完整的可用于制程控制和質(zhì)量檢測方面的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)缺少、檢測手段滯后也是導(dǎo)致行業(yè)在可靠性方面研究的主動性不夠的主因之一。
現(xiàn)實(shí)情況下，從應(yīng)用角度，可將基于電學(xué)參數(shù)實(shí)測及模型分析結(jié)果作為判斷組件最大功率衰減程度及趨勢預(yù)測的輔助手段。另外，從以往的測試數(shù)據(jù)和分析結(jié)果看，需要特別注意以下兩點(diǎn)：
1）存在內(nèi)在缺陷是導(dǎo)致組件最大功率過快衰減的主因，應(yīng)將控制組件的缺陷水平作為防止功率過快衰減的首要措施。另外，從經(jīng)濟(jì)性考慮，需要加強(qiáng)各類缺陷及其變化與電學(xué)參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系及對最大功率影響程度的研究，該加嚴(yán)的加嚴(yán)，該放松的放松。
2）近幾年，為提高效率，制造端可謂無所不用其極，組件微觀結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，工藝環(huán)節(jié)也在增多。邏輯上講，結(jié)構(gòu)和工藝越復(fù)雜，可靠性風(fēng)險(xiǎn)越高，需要制造端實(shí)施更為精細(xì)和嚴(yán)格的控制。從已有的數(shù)據(jù)看，個別類型高效組件的最大功率存在前高后低的情況，電學(xué)特性也不夠穩(wěn)定、一致性也較差，需要引起重視。
