多结太阳能电池光谱响应测试中电偏置与检测技术研究

【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。 【关键词】：多结太阳能电池 光谱响应 电偏置
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 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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