專利名稱：一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，能夠便于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速有效的測(cè)量，屬于太陽(yáng)電池測(cè)試裝置開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]太陽(yáng)電池作為一種直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的器件，然而在制作太陽(yáng)電池時(shí)選取的材料，制作工藝和外界環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)該轉(zhuǎn)換器件性能造成一定的影響，那么器件性能的優(yōu)劣直接影響到太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率的高低，因此通過(guò)器件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行精確的測(cè)量是檢驗(yàn)該器件的必經(jīng)之路。[0003]根據(jù)太陽(yáng)電池的工作機(jī)理，通過(guò)設(shè)計(jì)外部電路來(lái)將太陽(yáng)電池這一本質(zhì)特性測(cè)量出來(lái)，伏安特性是太陽(yáng)電池最主要的參數(shù)，直接反映了電池的輸出功率，通過(guò)測(cè)試獲得太陽(yáng)電池的伏安特性曲線對(duì)于太陽(yáng)電池的研制有重要的意義。[0004]目前常用的測(cè)試途徑有一是利用電橋法，通過(guò)電壓表和電流表的離散測(cè)量讀點(diǎn)繪圖得到較粗略的伏安曲線；二是利用專用的太陽(yáng)電池測(cè)試設(shè)備。前者測(cè)試操作繁瑣，測(cè)試速度慢，不能自動(dòng)給出太陽(yáng)電池I-V曲線，且精度低；后者雖然精度高，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)量， 但是設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室使用不夠現(xiàn)實(shí)。為了克服二者的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池伏安特性的測(cè)量，發(fā)明內(nèi)容[0005]要解決的技術(shù)問(wèn)題[0006]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，利用該裝置對(duì)太陽(yáng)電池特性進(jìn)行精確度較高，廉價(jià)的，高效的測(cè)量。[0007]技術(shù)方案[0008]一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，其特征在于包括電阻禮、R2, Rw和&，還包括電源 S和運(yùn)算放大器氓和&串聯(lián)后與Rw和S并聯(lián)，且隊(duì)和&之間接地；被測(cè)太陽(yáng)電池的正極與Rw的滑動(dòng)臂聯(lián)接，測(cè)太陽(yáng)電池的負(fù)極聯(lián)接運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極，運(yùn)算放大器輸入端的正極接地；電阻&并聯(lián)于運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極和運(yùn)算放大器輸出端；所述電阻R1 =R2。[0009]所述電阻Rw為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為1000歐姆。[0010]所述電阻&為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為500歐姆。[0011]有益效果[0012]本發(fā)明提出的一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單的電子元件的組成將太陽(yáng)電池的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方法便于實(shí)施。如果將本裝置與計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合，再利用matlab程序進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)處理，則更能實(shí)現(xiàn)時(shí)間快，成本低，便于實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量使用。
圖1:本發(fā)明的電路原理圖具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)，目的在于獲得太陽(yáng)電池的輸出電壓和輸出電流兩路信號(hào)，通過(guò)由電源與電阻組成的可變有源負(fù)載來(lái)改變太陽(yáng)電池的輸出電壓。由于數(shù)據(jù)采集卡只能采集電壓信號(hào)，所以采用集成運(yùn)放0P07來(lái)實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換為電壓。為了測(cè)量的精確選取可調(diào)電阻，使得測(cè)量信號(hào)在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)好的測(cè)試電路將電子元件焊接在電路板，為了減少成本先采用導(dǎo)線將個(gè)元件在面包板上焊接起來(lái)，將待測(cè)的太陽(yáng)電池接入電路。附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的電路設(shè)計(jì)圖，其中包括由兩個(gè)滑線變阻器Rw和Rf，電阻Rw為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為1000歐姆；電阻&為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為500歐姆。 兩個(gè)定值電阻札和&，禮和&為500歐姆。一個(gè)運(yùn)算放大器(0P07)，一個(gè)直流電源(給負(fù)載電路和0P07提供電源)模擬太陽(yáng)光源和待測(cè)試的太陽(yáng)電池。R1和&串聯(lián)后與Rw和S并聯(lián)，且隊(duì)和&之間接地；被測(cè)太陽(yáng)電池的正極與Rw的滑動(dòng)臂聯(lián)接，測(cè)太陽(yáng)電池的負(fù)極聯(lián)接運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極，運(yùn)算放大器輸入端的正極接地；電阻&并聯(lián)于運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極和運(yùn)算放大器輸出端。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，由于每次改變有源負(fù)載中Rw在很小的范圍，所以太陽(yáng)電池的輸出信號(hào)相對(duì)穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量之后掌握所測(cè)太陽(yáng)電池的輸出規(guī)律，調(diào)節(jié)&為一固定值，這里調(diào)節(jié)為240歐姆，電源S采用電壓為18V的干電池。電池的輸出電流Ii經(jīng)過(guò)運(yùn)放0p07轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Vli，根據(jù)運(yùn)放虛斷和虛短特性有Vli = -Ii · &。通過(guò)由電源與電阻組成的可變有源負(fù)載來(lái)改變太陽(yáng)電池的輸出電壓。由于 PCI1710L型號(hào)數(shù)據(jù)采集卡只能采集電壓信號(hào)，所以需要將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。通過(guò)集成運(yùn)算放大器0p07來(lái)實(shí)現(xiàn)電流電壓之間的轉(zhuǎn)換。電池的輸出電壓V通過(guò)S、R和Rw組成的可變有源負(fù)載來(lái)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)Rw，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池從反向偏壓到正向偏壓的連續(xù)變化。電池的輸出電流I經(jīng)過(guò)運(yùn)放0p07轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)V1,根據(jù)運(yùn)放虛斷和虛短特性有V1 =-I · &。在有源負(fù)載變化過(guò)程中，太陽(yáng)電池輸出電流的量級(jí)會(huì)發(fā)生較大的變化，所以改變 &的大小可以得到不同量級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)改變&的大小使得輸入到數(shù)據(jù)采集卡的信號(hào)幅值在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以確保采集的精確。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，由于每次改變的有源負(fù)載中的Rw 在很小的范圍，所以太陽(yáng)電池的輸出信號(hào)相對(duì)穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量之后掌握所測(cè)太陽(yáng)電池的輸出規(guī)律，我們就可以將調(diào)節(jié)&在一個(gè)適當(dāng)?shù)闹当３植蛔?，減小我們調(diào)節(jié)滑線變阻器的數(shù)目，更有利于掌握在調(diào)節(jié)有源負(fù)載電路時(shí)太陽(yáng)電池從反向偏壓到正向偏壓變化影響下的輸出規(guī)律。
權(quán)利要求1.一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，其特征在于包括電阻HRjP Rf，還包括電源S和運(yùn)算放大器氓和R2串聯(lián)后與Rw和S并聯(lián)，且隊(duì)和&之間接地；被測(cè)太陽(yáng)電池的正極與Rw 的滑動(dòng)臂聯(lián)接，測(cè)太陽(yáng)電池的負(fù)極聯(lián)接運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極，運(yùn)算放大器輸入端的正極接地；電阻&并聯(lián)于運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極和運(yùn)算放大器輸出端；所述電阻R1 = &。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，其特征在于所述電阻Rw為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為1000歐姆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，其特征在于所述電阻&為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為500歐姆。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，其特征在于R1和R2串聯(lián)后與Rw和S并聯(lián)，且R1和R2之間接地；被測(cè)太陽(yáng)電池的正極與Rw的滑動(dòng)臂聯(lián)接，測(cè)太陽(yáng)電池的負(fù)極聯(lián)接運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極，運(yùn)算放大器輸入端的正極接地；電阻Rf并聯(lián)于運(yùn)算放大器輸入端的負(fù)極和運(yùn)算放大器輸出端。本實(shí)用新型提出的一種測(cè)量太陽(yáng)電池特性的裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單的電子元件的組成將太陽(yáng)電池的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方法便于實(shí)施。
文檔編號(hào)G01R31/36GK202256637SQ20112035901
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者姜冰一, 王春鋒, 鄭建邦, 郝娟 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)