[發明專利]基于LabVIEW的太陽能電池及組件測試系統

無效

• 申請號: 201210094965.2
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102621469A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 楊志剛;任浩然;田嘉彤
• 申請（專利權）人: 楊志剛;任浩然;青海天普太陽能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R19/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 李琪

技術領域

本發明涉及一種半導體材料檢測系統，特別涉及一種基于LabVIEW的太陽能電池及組件測試系統。

背景技術

太陽能發電已成為新能源產業重要的方面之一。而太陽能電池是實現光電轉換的最重要器件，其性能直接影響著太陽能發電系統的效率。因此，對太陽能電池的質量檢測就顯得尤為重要，需要建立一套能在較短時間內測出太陽能電池及組件的開路電壓、短路電流及最大功率點，并能自動繪出其I-V特性曲線和計算出填充因子等表征太陽能電池性能優劣的參數的自動化測試系統。然而，目前國內外市場上使用的太陽能電池測試系統存在著以下問題：1）直接將太陽能電池與負載電阻相連接，通過改變負載電阻的阻值，得到太陽能電池的I-V特性。但實際電路中存在內阻，使得太陽能電池無法達到完全短路狀態，因而該測試系統不能得到完整的太陽能電池I-V特性曲線。2）當采用可變功率電阻器作為太陽能電池的負載時，每次測量太陽能電池的I-V特性曲線都需要多次手動調節電阻阻值，導致測量數據點十分有限，且人為誤差因素較高，費時費力。3）當采用可變電子負載作為太陽能電池的負載時，測試系統需要包括可變電子負載的主電路、驅動電路、采樣電路、控制電路、通訊模塊及保護電路等。造成系統硬件結構十分復雜，成本高，體積、質量龐大，不能滿足現場測試條件的需要。4）測試系統不能實現多種測試環境（環境溫度、光照強度）下太陽能電池性能的轉換，因此只能在標準測試條件下測試待測太陽能電池的伏安特性，不能滿足任意測試環境下現場測試的條件；使得測試系統中還應包含模擬標準條件下的光源器件，此模擬光源不僅會造成光譜等參數與真實的標準光源失配，而且增加了成本。5）由于數據采集單元本身的限制導致太陽能電池伏安特性曲線中測量點分辨率低、間隔較大，造成測試精度不高。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種基于LabVIEW的太陽能電池及組件測試系統，結構簡單，測試精度高，能得到待測太陽能電池完整的I-V特性曲線，滿足現場測試條件的要求。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于LabVIEW的太陽能電池及組件測試系統，包括數據采集卡，數據采集卡與采樣電阻相連接，采樣電阻的一端分別與數據采集卡模擬輸出端口中的一個端口和數據采集卡模擬輸入端口中的一個端口相連接，采樣電阻的另一端與數據采集卡輸入端口中的另一個端口相接；數據采集卡的另外兩個模擬輸入端口分別與日照傳感器的兩端相連接；數據采集卡與計算機測試平臺通過安裝驅動程序后，經USB接口連接。

該測試系統還包括溫度計，用于測試環境溫度，提供測試現場的溫度值。

計算機測試平臺用于控制測試系統向待測太陽能電池及組件負載輸出模擬電壓，用于控制測試系統采集負載兩端電壓、電流信號，用于實時顯示并保存實測環境下待測太陽能電池及組件負載的電壓、電流數據，用于將實測數據轉換至標準條件下并最終給出標準條件下I-V特性及曲線。

本發明測試系統具有如下優點：

1)采用基于惠斯通電橋的補償法測試太陽能電池的負載特性，可真正實現負載由零向無窮大的變化過程，進而得到完整的太陽能電池I-V特性曲線。

2）采用數據采集卡模擬輸出電壓信號的功能來模擬可變負載。由于數據采集卡的采樣頻率和數據精度高，且測試過程通過LabVIEW軟件控制，可消除人為因素的干擾。

3）由于本系統可在幾秒鐘內完成向待測太陽能電池外電路模擬電壓信號的輸出和數據采集的任務，近似可認為太陽光照沒有發生變化，因而可以滿足現場測試的要求。

4）利用硅用太陽能電池的工程數學模型將實測環境下的數據向標準條件轉化，并通過LabVIEW調用Matlab軟件實現此功能，因而使得現場測試具有意義。

5）在現場測試條件下可省去模擬標準光源的器件，因而不存在光譜失配的問題，也節約了系統的成本。

附圖說明

圖1是本發明太陽能電池測試系統一種實施例的結構示意圖。

圖2是本發明太陽能電池測試系統的流程圖。

圖3是采用本發明測試系統對太陽能電池進行測試得到的電壓變化曲線圖。

圖4是采用本發明測試系統對太陽能電池進行測試得到的電流變化曲線圖。

圖5是本發明測試系統對圖3和圖4所述太陽能電池進行測試后，將該太陽能電池參數自動轉換到標準條件下并繪制的特性曲線與采用現有測試系統對該太陽能電池進行測試后在標準條件下繪制的特性曲線的對比圖。