河海大学地球科学与工程学院，江苏 南京 211100
目前利用无人机获取光伏组件红外影像数据越来越多地应用于光伏组件故障检测中。但光伏组件红外影像数据各类别样本相似度较高，现有深度学习模型的光伏组件红外影像特征提取能力较低，导致光伏组件多故障类型分类精度偏低。针对以上问题，基于ResNet（residual network）模型构建ResPNet（residual photovoltaic network）模型进行光伏组件红外影像故障检测。ResPNet模型在ResNet模型基础上，加入了底层特征信息增强模块、多尺度特征信息增强模块、全局特征信息增强模块，用于提升模型的光伏组件红外影像特征提取能力。在公开的光伏组件红外影像数据集Infrared Solar Modules上进行实验，ResPNet模型的12类光伏组件红外影像分类精度达到84.6%，不但优于ResNet-50模型，而且优于其他的光伏组件红外影像分类模型。通过级联多个ResPNet模型，取得了该数据集目前已知最高的12类光伏组件红外影像分类检测精度（85.9%）。
ResNet 光伏组件 深度学习 红外影像 故障检测 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2412005
宁静 1,2,3许盛之 1,2,3,*龚友康 1,2,3王丽朝 1,2,3江茜 1,2,3
1 南开大学 电子信息与光学工程学院 光电子薄膜器件与技术研究所, 天津 300350
2 薄膜光电子技术教育部工程研究中心, 天津 300350
3 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室, 天津 300350
基于温度红外图像的光伏组件缺陷检测是实现光伏电站规模化组件质量检测的重要技术。文章简要介绍了光伏组件热斑产生的原因和危害, 重点从热斑检测、热斑定位和提取三个方面总结和对比了光伏组件红外图像及视频的人工神经网络模型及其性能。其中改进的YOLOv5模型对光伏组件的热斑检出精度达到了98.8%, Lucas-Kanade稀疏光流跟踪算法的热斑定位精度达到97.5%。简单讨论了适应大规模光伏电站运维需求的热斑检测技术的发展趋势。
光伏组件 红外图像 热斑 人工智能 无人机 photovoltaic module infrared image hot spot artificial intelligence unmanned aerial vehicle
南京大学 现代工程与应用科学学院，江苏 南京 210000
目前，推动能源产业向高效、清洁、灵活的体系转型已成为解决世界环境问题的关键。与此同时，随着技术革命和物联网的发展，将太阳能电池和设备集成到一个部件中从而在更多元化的应用场景中采集能量成为了人们的新需求。以聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等柔性聚合物为基底的柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）具有高能量转换效率、高柔韧性和灵活性、低制备成本和一定的便携性，在近十年的发展时间里成为了第三代太阳能电池中的后起之秀。此外，它对环境友好和经济效益良好的卷对卷制造技术具有的天然亲和力，使其在柔性自供电电子产品、大型建筑集成光伏（BIPV）和空间航空航天的发展中发挥着关键作用。本文着重讨论了柔性透明导电衬底、低温加工电荷传输层和机械弹性钙钛矿膜在单结和叠层FPSCs中的重要作用，并简要总结了其最新进展。最后，结合FPSCs的大规模制造技术，对封装的可靠性和操作稳定性提出了一些见解，并展望了在大面积组件等方面的潜在实际应用。
柔性 钙钛矿太阳能电池 柔性钙钛矿叠层太阳能电池 光伏组件 flexible perovskite solar cell flexible perovskite tandem solar cell photovoltaic module
1 福莱特玻璃集团股份有限公司, 嘉兴 314001
2 嘉兴佳利电子有限公司, 嘉兴 314003
通过分析双玻组件用光伏玻璃镀釉背板应力的变化, 以镀釉和打孔为代表的镀釉背板与前板玻璃相比, 表面应力更大, 应力分布更不均匀。通过分析生产过程中冷却的风压、加热时间和加热温度等关键因素对背板表面应力的影响, 发现玻璃和镀釉油墨膨胀系数的差异导致镀釉种类影响表面应力、冲击测试和四点弯曲强度等性能指标, 这也是导致背板玻璃强度弱于前板玻璃强度的根本原因。
双玻组件 镀釉背板 表面应力 光伏玻璃 double photovoltaic module rear cover glass surface stress photovoltaic glass
中山大学 太阳能系统研究所 广东省光伏技术重点实验室， 广州 510006
为探索以菲涅耳透镜为聚光器的聚光光伏模组中，多结电池中心局部高辐射功率对短路电流的影响，测量菲涅耳透镜的高亮度光斑直径，并据此分别测试室内不同局部光照面积下和户外不同尺寸透镜下的GaInP/GaInAs/Ge三结电池的短路电流，利用电路网络模型分析实验结果。结果表明，短路电流与局部聚光的面积无关；小尺寸菲涅耳透镜聚焦下，沿光轴电流与辐射功率同步变化；透镜尺寸增大到一定程度，电池中心局部承受过高辐射功率，电流受峰值隧穿电流限制，宏观体现为焦平面处短路电流下降。电池放置在焦平面两侧，均可缓解局部高辐射功率，短路电流最高提升 8.0%。
聚光光伏模组 菲涅耳透镜 多结电池 局部高辐射功率 短路电流 峰值隧穿电流 concentrated photovoltaic module Fresnel lens multijunction solar cells local high radiation short circuit current tunneling current
福建省计量科学研究院 国家光伏产业计量测试中心, 福建 福州 350003
针对电致发光缺陷检测仪的成像性能不一致的现状, 结合光伏组件自身的电致发光原理, 对分辨率、图像均匀性、图像显示等技术指标进行了分析和比较, 提出了一种适用于光伏组件生产线现场快速有效的检测技术。研制了相应的检测评估装置, 开展了相关测试试验。实验结果表明, 利用该技术对粘贴在组件上的分辨率测试板的图像进行视觉判读, 可实现1.98 lp/mm(线对每毫米)的最高分辨率检测以及0.1 mm线宽的最小单条纹缺陷模拟检测, 从而保证光伏组件的缺陷检测工作能够更加准确有效, 促进光伏产业的质量提升。经测试, 该评估技术适用于光伏组件生产线上的电致发光缺陷检测仪, 可满足目前光伏产业的检测需求。
光伏组件 电致发光 缺陷检测 分辨率 线对 photovoltaic module electroluminescence defect detection resolution line pair
基于太阳能电池的一般理论模型，通过对太阳能电池的I-V 方程在短路点、最大功率点、开路点处进行一阶求导，构造代数方程组。根据光伏组件厂商提供的标准测试条件下的技术参数(短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压等)，采用遗传算法，求解5 参量模型中的光生电流、反向饱和电流、等效串联电阻、等效并联电阻和理想因子等参数。与牛顿迭代法相比，遗传算法得到的结果稳定性和精确性更好，模拟结果的相对误差在2%左右。同时，针对Matlab 仿真环境，构建了光伏组件的仿真模拟器，可以对任意环境温度、太阳辐射强度下光伏组件的输出特性进行仿真实验，对光伏发电系统研究人员来说，具有很好的实用参考价值。
光学器件 光伏组件 理论模型 遗传算法 仿真模拟 激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022303
1 北京工业大学激光工程研究院，北京 100124
2 96658部队202分队，北京 100094
3 96618部队50分队,北京 100085
针对二次聚光器结构复杂、加工工艺难度大、成本高的问题，结合实际工程应用，设计了应用于密集矩阵式聚光模组的二次微棱镜，用Solidworks建立了三维模型，借助Zemax光学模拟仿真手段，对二次微棱镜的倾角和高度等重要参数进行了优化仿真，结果表明当二次微棱镜高度为5 mm、上底面边长为7 mm、工作面倾角为67.38°时，太阳能电池接收的太阳辐射能量最大，达到最大值2.466 9 W，与不带二次微棱镜接收能量1.876 0 W相比，提高了31%，该二次微棱镜对提高聚光模组效率作用显著。
光学设计 二次微棱镜 密集矩阵 聚光模组 optical design secondary microprism dense matrix concentrating photovoltaic module 红外与激光工程
2015, 44(12): 3645
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 96658 部队202 分队, 北京 100094
聚光光伏模组中，二次光学元件对增加太阳能电池接收到的入射光能量，提高聚焦光斑均匀性和增大菲涅耳透镜接收角具有重要作用。设计了一种用于聚光光伏模组的全反射式二次光学元件，用Solidworks软件建立了三维模型，结合实际工程应用，借助Zemax软件光学模拟仿真手段，对二次光学元件的倾角和高度等重要参数进行了优化。并制作了不同参数的二次光学元件，配合菲涅耳透镜、太阳能电池，搭建了实物聚光发电单元，在太阳模拟器下进行I-V 性能测试，结果表明当二次光学元件高度为6 mm，上圆直径为7 mm时，太阳能电池的输出功率达到最大值720 mW，与不加二次光学元件相比，输出功率提高了16%。说明该二次光学元件对提高聚光模组效率作用显著。
光学设计 二次光学元件 优化 聚光模组
