通过解决热量来改变光伏价值链

　　KentKernahan已着手消除太阳能电池的热量。他和他的合作伙伴最终可能会为弱势社区带来太阳能制造工作，同时更广泛地提供低成本的屋顶太阳能。
　　它每天都在发生：一只鸟飞过您的屋顶太阳能电池板阵列，并将不受欢迎的产品沉积在电池上。鸟粪是一种需要清除的烦恼。但它也可能导致受影响的电池上出现热点，影响整个面板的输出并可能影响其长期性能。
　　这种现象被称为反向偏差，作为其标志的热点是太阳能行业的致命弱点。这是因为被鸟落下或叶影削弱的单个细胞可能会被周围更强大的细胞所压制。这些相邻的电池通过较弱的电池发送反向电流，使其温度超过400F（204。4C），并在超过正向电压20倍的电压下工作。
　　所有这些都会导致电池应力、过早老化以及模块完全失效的可能性增加。
　　十多年前，连续发明家肯特克纳汉（KentKernahan）首次开始解决这个问题。他的解决方案是设计一种控制技术，该技术可以检测反向偏压，并将电流从受影响的电池转移到其他健康的太阳能电池板。他继续创建了一家名为IdealPV的公司来开发这项技术。
　　事情变得更有趣的地方在于：他还建立了一种商业模式，可以帮助美国各地的弱势社区，通过向根据美国税法第501（c）3条设立的非营利实体提供技术。第一家开始制造IdealPV太阳能电池的此类非营利组织现在正在加利福尼亚州开展。稍后会详细介绍。
　　寻求帮助
　　Kernahan开发的控制技术的核心是监视减弱的细胞在开始过热时发出的信号。控制系统使用该信号来抑制受影响的电池，重新引导面板上的电流，并缓解反向偏置事件的发生。
　　Kernahan在最近的一次采访中告诉pv杂志，这一突破使我们能够预测反向偏见并采取行动缓解新出现的热点。
　　IdealPV的太阳能电池板技术基于Kernahan所说的仅前向零热点定律（FOZHS）。根据热力学第一定律和光电效应定律，FOZHS指出太阳能电池的电导随着电压变得更负而下降。该公司的太阳能电池板实际利用了这一见解，以保持每个太阳能电池的高电导率，并防止其中任何一个受到反向（负）电压的影响，从而将极端热量驱动到电池中。
　　就其本身而言，这是电池设计方面的一项有益进步。但Kernahan认为他在整个电池制造价值链中的创新具有更广泛的影响。由于大多数模块设计用于在非常小的时间间隔内管理温度的广泛变化，因此从玻璃到粘合和背板的所有内容都旨在处理极端温度。
　　通过解决反向偏置和由此产生的热量，Kernahan和IdealPV开始放松并重新思考整个模块制造过程。例如，无需旁路二极管和母线，串联放置更多、更短的电池就变得可行了。这会降低内部电池和面板电流并增加内部面板电压。反过来，这允许使用带有角芯片、局部AR缺陷和裂纹的单元。这种电池通常是没有缺陷的电池成本的一小部分。
　　Kerhahan说，去除与热相关的设计参数的能力降低了制造要求，从而形成了非常宽容的制造过程。
　　这为Kernahan和其他人希望建立一个全国性的非营利太阳能模块制造设施网络打开了大门。通过利用美国税法中的规定，一个名为社区家庭能源改造项目（CHERP）的团体正在与个人和企业投资者合作，他们的重点不是股东回报和利润最大化，而是致力于实现以下基本社会使命弱势社区，并扩大太阳能在低收入和中等收入人群中的采用。
　　今年早些时候，第一家致力于IdealPV太阳能电池生产的工厂在加利福尼亚州克莱蒙特开业。部分由加利福尼亚州预算提供的210万美元使该工厂成为可能，该工厂正在等待国家测试实验室对其太阳能电池板的认证。一旦获得这些认证，CHERP将开始招聘，目标是在今年晚些时候生产第一批模块。
　　该工厂将创造约200个工作岗位，入门级仓库和安装工人的时薪在16至20美元之间。每个面板在其预期的25年生产寿命中每年生产约330千瓦时。每个的建造成本约为160美元，组装需要大约45分钟。该工厂每年可生产多达105，000块面板，足以满足约6，000个典型的南加州家庭的需求。改用太阳能预计每年可为这些居民节省650万美元的能源成本。
　　一旦第一个设施启动并运行，该计划将在全国范围内复制该模板，并帮助其他基于社区的非营利组织创造制造就业机会并部署太阳能。正在与西弗吉尼亚州的一个药物滥用康复设施、密歇根州的绿色可持续发展计划以及洛杉矶的帮派康复和重返社会计划进行谈判。
　　Kernahan说，从太阳能电池板中去除热量的最初目标可能会导致非营利性太阳能制造业的出现。我们希望带回中产阶级的就业和制造业，他补充说。