一、全片、半片组件结构
全片光伏组件电路结构
半片光伏组件电路结构
二、组件二极管的历史背景
光伏组件在设计之初，二极管作为一个旁路保护元器件，相较于当时光伏组件面市为一个稀罕物，售价高昂，价格达到100元/W左右，所以当时的180W的单晶组件可以卖到5位数，当时的接线盒在整个组件成本的占比，并不是很高，一个一体式大线盒五六十块钱，也就只有占到0.4%。但是当时的高昂的组件发出的电也是很贵的，所以二极管的作用非常大。
三、二极管的作用
组件电池片在遇到遮挡的时候，旁路二极管激活使得其他串发出的电能够在旁路二极管中流过。尤其当时的组件为第一章节中的全片组件。
四、组件成本趋势
光伏组件已发展了20多年了，目前组件的功率已然到达700多W了，一套三分体线盒的价格在降本的趋势下，也来到了10多元。按照现在组件厂商多方协议价格0.68元/W计算。一套线盒的材料成本占比来到了2.5%左右，算上灌胶，应该是能到3%以上。
当然各厂家一直在努力追求极致降本。依据IEC的标准（61215，62979），在二极管芯片选型上做了很多研究。
五、二极管的缺陷
本来光伏二极管的作用用于防止热斑产生旁路电路的，可是在电站的多年运行应用验证下，其实二极管烧毁的机理与标准中所要求的热逃逸失效是不一致的，一般的认为热斑会产生旁路电流，但是二极管击穿烧毁，接线盒虚焊，虚焊至二极管击穿烧毁的客诉占比却是每个组件生产厂商中客诉类型中的第一或者第二。基本上每个大型地面项目都会有接线盒烧毁问题。
接线盒二极管击穿烧毁 接线盒虚焊
很多失效分析在接线盒烧毁的情况下死无对证，给失效分析带来了很多困难。即使分析出来了，二极管质量问题责任在于线盒厂商的时候，线盒厂商会推给组件生产厂商为虚焊导致，有时可能的确组件应用的地方打雷了，把二极管击穿了，但是业主还是认为组件的问题，就需要组件厂商安排人去修或者直接赔偿，每年组件厂商花在维修接线盒的成本也是惊人的。尤其是欧美、澳洲、日本等发达国家的人工成本较高，分布式电站太多，若出现接线盒二极管问题，处理的成本比赔组件成本贵了，需要赔偿他们爬屋顶拆装费。
二极管的存在，就会增加组件的漏电流，漏电流就会多消耗组件发出的能量。漏电流视组件当前所处环境温度决定，虽然正常情况下为几十ua，温度高的时候就可以提高组件的温度系数。
漏电流示意图
所以现在需要思考一下在这个卷价格，极致降本的氛围下，又是分片组件的条件下，逆变器智能预警功能的全面下，是否可以取消二极管的设计？
六、取消二极管的好处
a. 材料成本上就可以达到一个很好的收益。三个二极管直接省掉5元左右，减少一个中间体0.5元，铜片减少二分之一0.2元，灌胶也可以少15g左右0.15元；汇流条可以减短80mm左右，加锡可以少加40mm（激光焊接忽略），双玻背玻少打一个孔1元，设备焊接头只要2个，而且更换耗材降低。单块组件材料成本起码降低6-7元。
b. 不需要考虑二极管选型，接线盒材料导入人员可以空出，人员降本，测试成本、认证费降低。
c. 生产端工艺只要焊接2个点，相比较原先焊接6个点的基础上虚焊控制上会有提高。
d. 杜绝二极管类客诉，节省二极管烧毁赔偿和客诉处理成本。
e. 没有了二极管就不存在雷击感应、静电击穿二极管了。
f. 取消了二极管对于二极管生产厂商是负收益。
六、取消二极管的顾虑
1、组件产生热斑怎么保护？
目前的99%二极管击穿的案例并不是组件产生热斑导致的热失控击穿，大部分都是二极管本身质量问题、雷电击穿、静电击穿、虚焊热失控导致，在目前一般的应用场景中，实际上电池片被遮挡的概率是非常低的，而且有粉尘较多的场景，对组件遮盖也是很均匀，所以热斑效应并不会太明显。即使出现了热斑，现在的组件为分片式，分为2个部分，一部分被遮挡了，电流可以从另外一个部分通过（此块组件也会发热和散热），即使整块组件被遮挡了，组件可以自己发热和散热。
此时的热逃逸在整块组件上了，由于散热面积较大，就不会存在烧毁。
如此空旷如何遮挡
假设这块组件上某片电池片因为某些缺陷发热大了，那热逃逸空间也是比一个二极管大的。组件烧起来的概率还是低于将能量集中在接线盒内的概率。
2、若组件串失配了怎么办？
目前的逆变器都较为智能，组串间失配或者电流差异较大是会预警的。
3、 若出现烧毁怎么处理？
一块组件可以省6-7元，增加了竞标成功率，一个项目假设需要200000块组件，则节省120-140万，一块组件600元，反向赔偿2000块组件都不是问题了，更何况没了二极管更不容易烧了。组件正常工作的时候二极管是不参与工作的。实际当中吃空饷的人也是需要被干掉的。
4、没有二极管组件产品不能认证
双玻组件产品刚出来的时候也没有合适的标准去执行，后面市场推动了，IEC61215每一次更新都会根据产品修订标准。
5、有些场景是否还可以继续使用二极管方案
是的，在项目评估的时候可以提前识别是否需要二极管。譬如有的鱼光互补鸟粪、树叶较多的项目，如下图，分片组件也可以尝试使用无二极管组件，鸟粪并不是遮盖上去就完全黑掉了，实际上也是会导一部分光进入电池片。
作者：Jeff、York
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