太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～100 cm2。太阳能电池单体的工作电压约为0. 45～0.5V，工作电流约为20～25 mA／cm2，一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池单体进行串、并联并封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦、百余瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串、并联并装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率，如下图所示。
太阳能电池组件的封装方式主要有以下两种：
(1)双面玻璃密封。太阳能电池组件的正反两面均是玻璃板，太阳能电池被镶嵌在一层聚合物中。这种密封方式存在的一个主要问题是玻璃板与接线盒之间的连接。这种连接不得不通过玻璃板的边沿，而在玻璃板上打孔是很昂贵的。
(2)玻璃合金层叠密封。这种组件的前面是玻璃板，背面是一层合金薄片。合金薄片的主要功能是防潮、防污。太阳能电池也是被镶嵌在一层聚合物中。在这种太阳能电池组件中，电池与接线盒之间可直接用导线连接。
组件的电气特性主要是指电流一电压特性，也称为I-U曲线，如下图所示。I-U曲线可根据电路装置进行测量。I-U曲线显示了通过太阳能电池组件传送的电流Im与电压Um在特定的太阳辐照度下的关系。
如果太阳能电池组件电路短路，即U-O，此时的电流称为短路电流Isc如果电路开路，即I=O，此时的电压称为开路电压Uoc。太阳能电池组件的输出功率等于流经该组件的电流与电压的乘积，即P-IU。
当太阳能电池组件的电压上升时，例如，通过增加负载的电阻值或组件的电压从0（短路条件下）开始增加时，组件的输出功率亦从0开始增加：当电压达到一定值时，功率可达到最大，这时当电阻值继续增加时，功率将跃过最大点，并逐渐减少至0，即电压达到开路电压Uoc。
在组件的输出功率达到最大的点，称为最大功率点；该点所对应的电压，称为最大功率点电压Um（又称为最大工作电压）；该点所对应的电流称为最大功率点电流Im（又称为最大工作电流）；该点的功率称为最大功率Pm。
随着太阳能电池温度的增加，开路电压减少，大约每升高1℃每片电池的电压减少5 mV，相当于在最大功率点的典型温度系数为-0.4%／℃。也就是说，如果太阳能电池温度每升高1℃，则最大功率减少0.4%。
由于太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳光谱的分布和太阳能电池的温度，因此太阳能电池组件的测量在标准条件下(STC)进行。测量条件被欧洲委员会定义为101号标准，其条件是，光谱辐照度：1000 W／m2;光谱：AM 1.5；电池温度：25℃。在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率，表示为wP。在很多情况下，太阳能电池组件的峰值功率用太阳模拟器测定，并和国际认证机构的标准化的太阳能电池进行比较。
通过户外测量太阳能电池组件的峰值功率是很困难的，因为太阳能电池组件所接受到的太阳光的实际光谱取决于大气条件及太阳的位置；此外，在测量的过程中，太阳能电池的温度也是不断变化的。
在户外测量的误差很容易达到10%或更大。
在一定的条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被光照的太阳能电池组件所产生的能量。被遮挡的太阳能电池组件此时将会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重地破坏太阳能电池。有光照的电池所产生的部分能量或所有的能量都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳能电池由于热斑效应而被破坏，需要在太阳能电池组件的正、负极间并联1个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被遮蔽的组件所消耗。
连接盒是一个很重要的元件，它保护电池与外界的交界面及各组件内部连接的导线和其他系统元件。
它包含1个接线盒和1只或两只旁路二极管。
考察太阳能电池组件可靠性的最好方式是进行野外测试。但这种测试需经历很长的时间。如能用较低的费用在相似的工作条件下，以较短的时间测出可靠性，发展了一种新型的测试方法，即：“加速使用寿命测试方法”。这种测试方法主要是依据野外测试和过去所执行的加速测试之间的关联度，并基于理论分析和参照其他电子测量技术以及国际电工委员会(IEC)的测试标准而设计的。在IEC规范的503条中描述了一整套可靠性的测试方法。这一规范包含了如下测试内容：uv照明测试、高温暴露测试、高温／高湿测试、框架扭曲度测试、机械强度测试、冰雹测试、温度循环测试。
太阳能电池发电系统中的太阳能电池组件的期望使用寿命是20年以上。实际的使用寿命决定于太阳能电池组件的结构性能和当地的环境条件。
在某些实际应用领域，需要比峰值功率为36～55 W的标准组件小的太阳能电池组件。为达到这个目的，太阳能电池组件可以被生产为电池生产数量相同，但电池的面积比较小的组件。例如，一个由36个5 cm×5cm电池封装成的太阳能电池组件，能输出的功率为20W，电压为16 V。
在海洋中应用的太阳能电池组件应采用特殊的设计方法和工艺，以承受海水和海风的侵蚀。在这样的太阳能电池组件中，它的背面有一块金属板，用以抵抗海啸冲击和海鸥袭击，而且组件中的所有材料都必须有较高的抗腐蚀能力。
在危险的地区，太阳能电池组件应采用特殊的外表护板。此外，太阳能电池组件还能与其他装备连接为一个统一的整体。
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