[发明专利]太阳能电池光伏器件伏安特性测试系统

摘要

太阳能电池光伏器件伏安特性测试系统，属于光电测试装置，解决现有测试系统必须采用人工操作的方式设定辐照度值、测定辐照度值与测试样品电池过程不能同时进行的问题。本发明包括太阳光模拟器、辐照度选择装置、辐照度测定装置、电池测试装置和计算机，太阳光模拟器由光路上的氙灯和大气质量1.5滤波片组成，太阳光模拟器输出光路上依次设置有辐照度选择装置和辐照度测定装置；直流电压源对辐照度选择装置和辐照度测定装置供电；电池测试装置通过通用接口总线连接计算机。本发明的系统组装简单、快速、易操作，所需各装置和组件均有市售，元件易得，能够实时，精准，自动化给出特性曲线。

主权项

一种太阳能电池光伏器件伏安特性测试系统，包括太阳光模拟器(3)、电池测试装置(7)和计算机(8)，其特征在于：所述太阳光模拟器(3)输出光路上依次设置有辐照度选择装置(4)和辐照度测定装置(6)；所述太阳光模拟器(3)，由光路上的氙灯(1)和大气质量1.5滤波片(2)组成，产生模拟太阳光，其光谱辐照度接近大气质量1.5的标准太阳光谱辐照度；所述辐照度选择装置(4)包括转盘(9)、直流电机(13)、直流电机驱动电路(11)和光电检测电路(12)，所述转盘(9)中心固定于直流电机转轴，直流电机由直流电机驱动电路控制(11)驱动；直流电机(13)和直流电机驱动电路(11)由直流电压源(5)供电；所述转盘(9)上具有N个沿圆周均匀排列、孔径一致的通光孔，其中N‑1个通光孔上分别装有覆盖通光孔的滤光网(10)，2≤N≤20，各滤光网的目数为10目～400目，且互不相等；所述光电检测电路(12)位于转盘(9)的后方，由光电二极管、偏置电路及第一模数转换电路组成，其中光电二极管处于所述转盘圆周通光孔位置，第一模数转换电路通过串行接口与计算机(8)通信；所述辐照度测定装置(6)包括电动平移台(16)、电动平移台驱动电路(14)和电信号采集电路(15)，所述电动平移台(16)的台面与辐照度选择装置(4)输出光路方向垂直，电动平移台(16)的台面上放置有参比电池(18)，电动平移台驱动电路(14)控制电动平移台(16)沿水平方向运动，电动平移台驱动电路(14)由直流电压源(5)供电；所述的电信号采集电路(15)由测试电阻和第二模数转换电路并联组成，其中测试电阻与参比电池(18)串联，第二模数转换电路通过串行接口与计算机(8)通信；测试时，待测电池置于电动平移台(16)台面上，电池测试装置(7)和待测电池(17)串联组成测试电路，电池测试装置(7)通过通用接口总线连接计算机 (8)；所述计算机(8)进行下述操作：A.通过输入界面输入测试参数：测试电池的辐照度值P、待测电池的面积S以及电池测试装置(7)测试待测电池的起始偏压值和结束偏压值；B.接收第一模数转换电路的电压值V1，将其作为对应的辐照度值P1：P1＝K1×V1+b1，其中，K1，b1均为常数，由具体的光电二极管型号确定；C.判断是否|(P1‑P)/P|≤10％，是则转步骤D，否则控制辐照度选择装置(4)中直流电机驱动电路(11)，驱动直流电机(13)带动转盘(9)转动，并进行步骤C；D.控制辐照度选择装置(4)中直流电机驱动电路(11)，停止直流电机(13)和转盘(9)转动，转盘(9)停止转动以后，控制辐照度测定装置(6)中的电动平移台驱动电路(14)驱动电动平移台(16)平移一个行程，同时接收第二模数转换电路传送的一系列参比电池(18)电信号值，并记录各电信号值对应的电动平移台(16)平移位置，从各电信号值中得到最大电信号值以及对应的平移位置，并将最大电信号值Iin作为对应的实际辐照度值Pin；Pin＝K2×Iin+b2，K2，b2均为常数，由具体参比电池型号确定；E.控制辐照度测定装置(6)中的电动平移台驱动电路(14)驱动电动平移台(16)继续平移，使样品电池平移到最大电信号值对应的平移位置处；样品电池到达该位置后，控制电池测试装置(7)开始测试待测电池的伏安特性，接收并保存电池测试装置(7)传输的待测电池伏安特性测试数据，进行处理后输出伏安特性曲线以及下述表征参数：开路电压Voc、开路电压Voc、最大输出功率Pmax、填充因子FF、转换效率η。