太阳能取之不尽用之不竭的特点被人们认为是解决能源危机、实现绿色能源的终极方案。一个有效的光伏发电系统由电池片、光伏组件和光伏阵列构成。由于光伏组件阵列长时间工作在户外,光伏组件电池片表面不可避免的会被一些污染物弄脏或遮挡而造成热斑效应,而热斑效应是导致组件功率衰减和缩短组件寿命的重要原因之一。为了提升太阳光的利用率和获取光伏阵列的最大功率输出,目前避免热斑效应危害的方法主要包括对局部阴影下的电池串旁路保护二极管改进、光伏阵列结构重新配置,以及阴影条件下光伏阵列的全局最大功率追踪方法。传统的组件中,电池串并联二极管保护虽能起到一定保护作用,但电池出现小面积遮挡时,会短路掉其他正常工作的电池,降低输出功率;而光伏阵列结构配置是应对大面积遮挡下(如移动云层)对若干组件进行重新配置,组件内的保护方式依然是依靠并联旁路二极管。本文提出了一种新的光伏组件,其中所有的电池都像渔网一样相互连接(Fishing-net Module,FM),当组件中的任何一个电池处于异常状态时,光电流都可以流过相邻的工作良好的电池,从而使整个组件的光伏输出损耗尽可能地减小到最低。同时,由于被遮挡的电池呈高阻特性,光电流只需要很小的电流通过异常的电池,所以阴影遮挡的电池可以得到很好的保护。利用Multisim(13.0)软件模拟了串联电路组件(Series-circuit Module,SM)和渔网组件(FM)在不同实验条件下的光伏输出,如入射光功率、污染程度、面积比和组件尺寸(一个组件中的电池数)。为了验证仿真结果的可靠性,在相同的实验条件下,对实物电池6×6阵列(36个电池片,电池片面积为2.5 cm×2.5 cm)SM和FM进行了测试和分析,如异常电池片数量和位置、不同入射自然光功率等。实验结果与模拟结果吻合较好,表明在自然条件下FM光伏输出功率比SM光伏输出功率更高。通过分析组件阴影遮挡时的电流流向和反向电压特性,我们发现组件功率损失的多少和阴影电池间的反向电压密切相关。当阴影遮挡电池所在的行电压出现负值时,FM的输出低于SM;在FM每一行并联一个低导通电压的锗二极管能有效起到保护作用以及最大程度的提升组件功率。为改善组件正常工作下的太阳光利用率,本文进一步通过制备增透膜来提升组件的转换效率。首先,用Essential Macleod薄膜设计软件分析膜层,用提拉法在光伏玻璃上制备SiO2增透膜,控制提拉速度和次数使光伏玻璃透过率达到最佳。同时对传统组件封装结构即光伏玻璃-EVA-电池片-EVA-背板进行改进,去除电池表面的部分EVA(和电池片大小相同的区域),然后在电池片表面制备一层增透膜,以弥补EVA和电池表面Si3N4的增透效果。最后将制备增透膜后的光伏玻璃、电池、部分EVA和反光纸经热压封装后测试光电转换效率。实验结果表明,改进后组件的转换效率相对于传统组件提升1.5%左右,CTM(cell to module)有0.7%的增益效果。