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基于PXI平台的远程硅电池参数测量系统

专家
2013-03-12 16:35:59    评分

  介绍:

  全球能源紧缺,光电技术发展迅速,在众多的光电材料中找到光电转换效率最高的材料成为首要任务,这就需要有一套能对多晶硅材料的总体品质做出精确评估的测试系统。利用基于 PXI 的高精度动态信号采集模块 PXI-4461 和数字万用表模块 PXI-4072 实现高精度测量,最终通过一套完整的自动化测试系统完成对多晶硅材料参数的测量。

  应用方案:

  1. 关键参数

  多晶硅材料关键参数确定为:开路电压、短路电流、辐照度、温度、最大功率电压、最大功率电流、最大功率、填充因子、转换效率。其中,需要测量的参数为开路电压、短路电流、辐照度、温度,另外需要绘出多晶硅材料在可变负载下的 I-U 曲线,通过它们就可以获得其它的参数。

  2. 系统组成

  图一为参数测量系统整体架构图。光源采用氙灯模拟太阳光,照射多晶硅材料,多晶硅材料放在暗室中避免外界光的干扰,并与一个可通过步进电机调节电阻的负载构成回路,可以绘出多晶硅在当前温度和辐照度下的 I-U 曲线,流过负载的电流和负载两端的电压由 PXI 六位半的数字万用表采集,确保信号的精度,最后 PXI 将采集到的信号传给计算机,由计算机上的 LabVIEW 编写的上微机软件进行分析、处理和显示。

  


  3. 辐照度测量

  选一款高精度的辐照度计对光度探头进行定标,即确定该光度探头(光度探头置于暗室中)在不同的辐照度下所对应产生的电压,再利用 LabVIEW 编程,使用插值算法绘出定标曲线。光度探头产生的电压使用 CompactDAQ 平台的电压采集模块进行采集,发送给上位机,上位机程序通过查表得方法即可获得当前的辐照度。

  4. 温度的测量与控制

  使用热电偶传感器(置于暗室中)测量光电池所处环境的温度,在使用 CompactDAQ 平台的热电偶模块对温度进行测量,发送给上位机。上位机根据先前的温度设定通过风扇对温度进行控制。

  5. I-U 曲线的绘制

  多晶硅材料与一个可通过步进电机调节电阻的负载构成回路,该步进电机由计算机上位机软件通过 PXI的高速 I/O 板卡进行驱动,改变负载电阻,当负载电阻趋于零时,流过负载的电流为短路电流,当负载电阻很大时,负载两端的电压为开路电压。计算机通过控制步进电机进而改变负载电阻,从而获得负载在不同电阻下的电流和电压,上位机通过这些数据可以绘出多晶硅材料在当前温度和辐照度下的 I-U 曲线。

 

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关键词: NI     PXI     多晶硅材料    

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