[發明專利]一種太陽電池阻抗測量系統

在審

• 申請號: 201810345251.1
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108562795A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 蘇都;韓培德
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所;中國科學院大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;H02S50/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種太陽電池阻抗測量系統，包括：控制模塊、阻抗測量模塊、量程切換模塊，其中，控制模塊用于協調各個模塊之間穩定工作，控制各個模塊完成各自對應的功能，實現系統控制與數據傳輸；阻抗測量模塊用于對太陽電池進行阻抗測量，并將測量數據傳輸至控制模塊，由控制模塊將測量數據上傳至上位機；量程切換模塊包括一數字電位器，根據阻抗測量模塊的測量結果改變數字電位器的反饋電阻值，實時調整阻抗測量范圍，使測量結果始終保持在量程以內或接近滿量程，以提高測量精度。本發明補了太陽電池阻抗測量技術的空白，該測量系統操作簡單、結構簡潔、成本低、體積小、功耗低。

技術領域

本發明涉及太陽電池測量技術領域，特別涉及一種太陽電池阻抗測量系統。

背景技術

太陽能光伏發電產業是全球發展最快的新興產業之一，太陽電池檢測方法和設備也在不斷發展和更新。隨著太陽電池效率的顯著提高以及染料敏化、鈣鈦礦等新型薄膜太陽電池的快速發展，表征太陽電池的電容特性和阻抗特性顯得尤為重要。最新研究發現，通過測量分析太陽電池阻抗可以得到其串聯電阻、并聯電阻、電池電容以及少子壽命、雜質濃度等參數，更全面的表現太陽電池的特性，同時還能夠應用于薄膜太陽電池新材料的篩選、制備工藝選擇和工藝條件優化的研究，而傳統太陽電池I-V測量技術并不能滿足這一需求。目前，市面上有許多國內外公司研制的阻抗測量儀器，如日本Hioki IM7587阻抗分析儀、美國Agilent E4990系列阻抗分析儀和國內自主生產的深圳穩科6500B阻抗分析儀等。但并沒有一款專門針對太陽電池設計的阻抗測量儀。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種太陽電池阻抗測量系統。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種太陽電池阻抗測量系統，包括：控制模塊、阻抗測量模塊、量程切換模塊，其中，

控制模塊用于協調各個模塊之間穩定工作，控制各個模塊完成各自對應的功能，實現系統控制與數據傳輸；

阻抗測量模塊用于對太陽電池進行阻抗測量，并將測量數據傳輸至控制模塊，由控制模塊將測量數據上傳至上位機；

量程切換模塊包括一數字電位器，根據阻抗測量模塊的測量結果改變數字電位器的反饋電阻值，實時調整阻抗測量范圍，使測量結果始終保持在量程以內或接近滿量程，以提高測量精度。

優選地，所述控制模塊采用STM32芯片。

優選地，所述阻抗測量模塊包括阻抗測量芯片、運算放大器、分壓電阻，其中，

控制模塊向阻抗測量芯片傳輸指令，激勵信號由阻抗測量芯片輸出，該激勵信號經過分壓電阻與運算放大器后，激勵待測太陽電池，激勵信號經過太陽電池后變為響應信號，該響應信號經過量程切換模塊的數字電位器后，被阻抗測量芯片采樣，經過信號處理得到太陽電池的阻抗測量結果。

優選地，所述信號處理包括低通濾波、程控增益放大和離散傅里葉變換。

優選地，阻抗測量芯片采用AD5933芯片。

優選地，所述數字電位器的型號為AD5111，其具有一游標W端，每次測量結束后檢測其測量結果是否在量程范圍內或接近滿量程，根據檢測結果調整游標W端的位置，從而改變反饋電阻值，以實時調整阻抗測量范圍。

優選地，所述量程切換模塊還包括兩個并聯的電容，并與數字電位器并聯。

優選地，所述太陽電池阻抗測量系統還包括通訊模塊，與控制模塊連接，用于將測量數據由控制模塊傳輸至上位機。

優選地，所述太陽電池阻抗測量系統還包括供電模塊，其包括兩個獨立的開關電源，分別為太陽電池阻抗測量系統的數字部分和模擬部分供電，以減少數字部分與模擬部分相互干擾。