基于LabVIEW的太阳电池光谱响应测试系统研究与设计

论文摘要

太阳电池的光谱响应作为太阳电池研究生产中的一项重要测试手段,其数据为推断反映太阳电池的两个重要参数-扩散长度和少数载流子浓度提供了重要信息,因此准确测量光谱响应,对太阳电池的研究和生产都有重要意义。本文总结了光谱响应测试的众多方法,根据国内外光谱响应测试技术现状,采用比对太阳电池测试法,利用当今流行的虚拟仪器技术,完成了系统硬件的整合以及基于LabVIEW平台的软件应用系统的设计,形成一套完整和稳定的光谱响应测试系统。该测试系统采用自动控制的方法,能完成350m-1200nm波长范围内的光谱响应测试,利用软件控制光谱仪智能化选择不同光栅,智能化准确切换标准片和待测片,减少人工操作带来的误差,按照虚拟仪器软件设计的要求和方法,设计了实现光谱响应各功能模块,采用了LabSQL数据库实现动态数据的存储和调用,在LabVIEW平台下实现了各模块功能。最后通过对多块太阳电池的测试验证了本光谱响应测试系统的稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 太阳辐射能及太阳光谱分布
• 1.1.1 太阳辐射能的来源
• 1.1.2 太阳常数及太阳光谱分布
• 1.2 太阳电池工作原理及其光谱响应
• 1.2.1 太阳电池工作原理
• 1.2.2 太阳电池光谱响应
• 1.3 课题研究现状和意义
• 1.4 本文研究的主要工作及内容
• 第2章 光谱响应测试系统总体设计方案
• 2.1 光谱响应测试技术
• 2.1.1 光谱响应测试理论
• 2.1.2 光谱响应测试方法
• 2.2 系统总体设计方案
• 第3章 光谱响应测试硬件系统
• 3.1 系统硬件总体构成
• 3.2 光源
• 3.3 斩波器
• 3.4 单色仪
• 3.5 电移台
• 3.6 样品箱
• 3.7 锁相放大器（Lock-in-Amplifier）
• 3.7.1 锁相放大器结构及原理
• 3.7.2 系统中5210连接及设置
• 第4章 光谱响应测试软件设计
• 4.1 软件平台的选择
• 4.1.1 虚拟仪器技术
• 4.1.2 LabVIEW
• 4.2 仪器控制
• 4.2.1 仪器控制简介
• 4.2.2 仪器控制中的独立总线
• 4.2.3 VISA驱动
• 4.3 系统软件设计目标及总体构成
• 4.3.1 系统软件设计目标
• 4.3.2 系统软件总体构成
• 4.4 LabVIEW中的数据库访问
• 4.4.1 ACCESS数据库设计
• 4.4.2 ADO技术
• 4.4.3 LabSQL
• 4.4.4 系统软件数据源的建立
• 4.5 测试系统软件模块设计
• 4.5.1 初始化检查模块
• 4.5.2 光谱仪控制模块
• 4.5.3 锁相放大器数据采集模块
• 4.5.4 测量数据显示模块
• 4.5.5 标准片以及测试片数据存储模块
• 4.5.6 数据处理模块及响应曲线生成模块
• 第5章 光谱响应测试系统调试与实验
• 5.1 测试系统调试
• 5.1.1 系统硬件调试
• 5.1.2 系统软件调试
• 5.2 实验
• 第6章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间发表的学术论文和研究成果
• 致谢