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多结太阳能电池光谱响应测试中电偏置与检测技术研究

作　者: 张健
导　师: 冉多钢
学　校: 河北工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 多结太阳能电池 光谱响应 电偏置
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 442次
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内容摘要


随着我国、德国等世界一些国家可再生能源法的实施,太阳能光伏(PV)产业正在以非常快的速度发展。从产能上看,最近几年太阳能电池、组件生产的年平均增长率达到43%,成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。从技术上看,经历了第一代晶体硅太阳能电池、第二代非晶硅薄膜太阳能电池,发展到现在第三代单片叠层多结太阳能电池、多能带隙太阳能电池和热载流子太阳能电池等。从应用领域看,已经广泛地应用在工业、交通、通讯、航天和军事等各个领域,尤其在航天领域,太阳能电池是各种航天飞行器的主要能源。多结太阳能电池由于其高的光电转换效率、功率重量比、功率面积比等众多优点,在航天科技中作为电源得到了格外重视和深入研究。在多结太阳能电池光谱响应测试方面国外已有相关检测理论和实用的检测装置出现。我国虽然在单结电池方面已经有一定成果,但在多结太阳能电池尤其是多结太阳能电池光谱响应测试方面尚未见有重大突破,相关报道也少之又少。采用进口设备往往得不到有效的技术服务和支持,而且影响进一步的理论探索和科学实验。基于多结太阳能电池的重要应用前景,对其进行理论方法和测试装置的研究成为一项重要而具有创新意义的课题。本课题以三结太阳能电池作为研究对象,开展单片叠层多结太阳能电池光谱响应测试理论与技术研究,将多结太阳能电池光谱响应中的单色激励光源、光偏置、电偏置理论与技术作为重要内容进行研究。作为课题研究成果,本课题完成了测试系统整体设计,提出了多结太阳能电池光谱响应测试中的电偏置新算法,完成了信号调理电路设计、微弱信号检测以及数据采集硬件工作。同时参与了光学仪器组合设计,各仪器之间通信接口设计以及数据分析和处理。最终完成了整体系统测试理论建设和关键技术研究,为开发一套可供实用的单片叠层多结光伏电池光谱响应测试系统奠定了很好的基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-14
  1-1 引言  10-11
  1-2 课题背景  11-12
  1-3 多结太阳能电池测试技术研究现状  12-13
    1-3-1 国外研究现状  12
    1-3-2 国内研究现状  12-13
  1-4 本课题主要研究内容  13-14
第二章 太阳能电池测试原理介绍  14-23
  2-1 多结太阳能电池概述  14-16
  2-2 太阳能电池测试基础知识  16-20
    2-2-1 光生伏特效应  16-19
    2-2-2 太阳光谱简介  19-20
    2-2-3 光谱响应概念  20
  2-3 多结太阳能电池测试的难点以及解决方案  20-22
    2-3-1 测试难点  20
    2-3-2 解决方案  20-22
      2-3-2-1 采用宽光谱范围的激励光源  20-21
      2-3-2-2 采用光偏置技术  21
      2-3-2-3 采用电偏置技术  21-22
  2-4 本章小结  22-23
第三章 多结太阳能电池光谱响应系统硬件设计  23-44
  3-1 系统整体设计方案  23-27
    3-1-1 系统整体方案的确定  23-24
    3-1-2 系统模块方案介绍  24-27
      3-1-2-1 电系统设计  24-25
      3-1-2-2 光学系统设计  25-26
      3-1-2-3 机械系统及其他（通信控制）  26-27
  3-2 电系统硬件电路设计与分析  27-43
    3-2-1 实验模拟阶段  27-30
    3-2-2 实施阶段硬件电路各个模块的实现  30-43
      3-2-2-1 电偏置电路模块  30-32
      3-2-2-2 信号调理电路  32-33
      3-2-2-3 微弱信号检测  33-38
      3-2-2-4 A/D模块的选用及其与PC机的接口  38-42
      3-2-2-5 温度监测  42-43
  3-3 本章小结  43-44
第四章 系统软件设计  44-54
  4-1 LabVIEW7.1 虚拟仪器开发软件介绍  44
  4-2 PC机与单色仪的串口通信  44-47
    4-2-1 数据传输格式转换  44-45
    4-2-2 基于LabVIEW自带的NI-VISA的串口实施方案  45-47
  4-3 PC机与采集卡的通信  47-51
    4-3-1 虚拟仪器的构成  47-48
    4-3-2 本系统虚拟仪器的搭建  48-51
  4-4 数据处理程序  51-53
  4-5 本章小结  53-54
第五章 结论  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
攻读学位期间所取得的相关科研成果  59

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
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