太阳能电池综合特性自动测试系统研究

【摘要】：光伏产业链中电池片和组件生产厂家把握质量最关键依靠电池性能测试设备。由于国内对相关设备的研究开发较晚，技术也不成熟，大部分设备依靠进口，但进口的设备价格都很昂贵，本文所设计的自动测试系统具有高精度、高稳定、高重复性及低成本的特点。 本文在重点分析测试原理基础上，选用最优测试方案。系统光源采用跟日光最佳光谱匹配的电容式脉冲氙灯模拟光源；选用Atmega16单片机作为主控制器；16位同步并行PCI-E（Peripheral Component Interconnect Express）高速数据采集卡负责光照强度、工作电流及工作电压等高速数据的采集及传送，温度参数由数字温度传感器在高速采集的空闲时间送给单片机，再通过I2C总线到PC平台；采用电子负载与补偿的方法来设计电池片的工作电路，D/A转换器、电子负载、电池片、补偿电源及采样电阻组成负反馈补偿网络，单片机控制D/A的输出从而实现控制电子负载的等效负载由从∞到0之间变化；四线法进行测量，消除测量对回路的影响，确保测量数据的准确性。 系统选用VC++6.0开发PC应用平台，在应用软件中对所测得的数据先进行滤波处理，以提高数据的精确度，然后对光照度进行修正复现，对系统进行线性校正，电池片工作电流、电压数据进行非线性拟合，通过图表控件获得平滑的I-V、P-V特性曲线，并将计算所得的其他性能参数直观显示。 【关键词】：太阳能电池 综合特性 PCI-E高速数据采集卡 ATmega16单片机 电子负载
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 太阳能光伏技术应用前景及现状8-11
• 1.2 太阳能电池检测技术发展现状11
• 1.3 本课题的主要工作11-13
• 2 太阳能电池测试原理13-22
• 2.1 太阳能电池结构及工作原理13-14
• 2.2 太阳能电池等效电路及参数计算14-19
• 2.3 参数修正方法19-22
• 3 系统总体结构及硬件电路设计22-36
• 3.1 测试方法分析22-25
• 3.2 整体测试方案设计25-26
• 3.3 单片机最小系统电路26-27
• 3.4 PCI-E 高速数据采集卡27-29
• 3.5 电子负载电路29-31
• 3.6 脉冲光源及控制电路31
• 3.7 光照度采集电路31-32
• 3.8 温度采样电路32-36
• 4 系统软件设计36-49
• 4.1 系统主控制器程序36-40
• 4.2 采样数据处理程序40-42
• 4.3 数据校正拟合程序42-45
• 4.4 应用软件程序45-49
• 5 系统调试运行及结果分析49-53
• 5.1 系统调试运行49-51
• 5.2 结果分析51-53
• 6 全文总结53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 附录 作者在攻读研究生期间发表的论文59

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