發(fā)布時間：2021-07-07 07:35

　　近年來,逐漸惡化的能源問題和環(huán)境問題引起了各國人民的高度重視,為應(yīng)對這兩大問題,我國正在進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和新能源材料器件的研發(fā)。在政策的支持下,硅基太陽能電池已大規(guī)模應(yīng)用,光伏薄膜材料的創(chuàng)新成果也在不斷涌現(xiàn),這種增長對材料器件性能的測試效率提出了需求。為加快這一過程,國家于2016年啟動“材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺”計劃。本文所研究的光伏薄膜材料透過率測試裝置基于該計劃展開。本文首先介紹了光伏薄膜材料的工作原理和透過率測試原理,結(jié)合高通量實驗技術(shù)提出了橫向和縱向?qū)崿F(xiàn)高通量測試的方法。然后,通過分析確定了光伏薄膜材料高通量透過率測試裝置架構(gòu),再根據(jù)裝置架構(gòu)對系統(tǒng)硬件部分和軟件部分進行了詳細設(shè)計。硬件部分包含整體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動控制部分電路設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計以及光源和光譜儀的選型設(shè)計等。軟件部分基于LabVIEW平臺開發(fā),該部分包括串口通信設(shè)計、運動控制策略設(shè)計和數(shù)據(jù)采集設(shè)計。該設(shè)備進行了硬件的搭建和軟件的調(diào)試后最終實現(xiàn)了高通量透過率測試。系統(tǒng)能夠在4min內(nèi)采集256路透過率測試信號。本文還研究了在目標尺寸與實際運動尺寸非匹配狀態(tài)下如何實現(xiàn)運動位置匹配的最優(yōu)化問題。該方法便于擴展... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＳｏｌａｒＣｅ丨丨ＳｃａｎｌＯＯ系列量子效率測試系統(tǒng)??

??膜材料測試領(lǐng)域。該單位研發(fā)的可見光－紅外微型光譜儀（如圖１．２）采用??Ｃｚｅｒｎｙ－Ｔｕｍｅｒ交叉光學平臺解決了寬光譜大范圍的矛盾。??圖１．２可見光－紅外光譜儀??該光譜儀結(jié)構(gòu)緊、湊體積小可以較為方便的應(yīng)用在各種設(shè)備的開發(fā)當中。但波長??的探測范圍依舊只能基本滿足各種常規(guī)測試要求。另外該單位還對光譜的波長擴??展和小型化進行了大量的研究，此類科研成果可用于開發(fā)光伏薄膜材料測試平臺。??１．２．２國外研宄現(xiàn)狀??在新能源領(lǐng)域產(chǎn)品逐步推進到市場的過程中，世界各國都加大了在太陽能及??其相關(guān)高精尖領(lǐng)域的投入。光伏產(chǎn)品市場的份額也在逐年的上升，提高太陽能電??池的表征能力也在逐步改善。新中國成立于１９４９年，真正幵始科研尤其是新能??源電池及其測試方面的研宄的時間主要集中在近三四十年。在相關(guān)基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，??以及一些高精尖的設(shè)備領(lǐng)域還有一定的追趕空間。在科研成果的轉(zhuǎn)化率方面的差??距需要政府的政策推進。在光學科學及其探測領(lǐng)域，目前以美國、德國、日本、??瑞士等為主的發(fā)達國家為主，由于其對光學方面開始研究的時間比較早，研發(fā)時??間比較長

交互界面在計算機上顯示出來。??３．１硬件設(shè)計??高通量高精度的薄膜電池透過率測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用了如圖３．２所示的??設(shè)計。由圖中可以看出硬件部分包括了光源模塊、運動控制模塊、光譜測量模塊??和機械結(jié)構(gòu)模塊。這些模塊的協(xié)同作用構(gòu)成整個測試系統(tǒng)。??光源遵??ｍｉｌ?光譜測量模塊??圖３．２硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖??３．１．１機械結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊??結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊是系統(tǒng)中非常重要的組成部分。結(jié)構(gòu)的選擇不僅要考慮到結(jié)構(gòu)??的類型，還要考慮到結(jié)構(gòu)的力學性能以及所用材料的種類和可靠性。系統(tǒng)中對光??纖的支撐結(jié)構(gòu)和平臺的運動空間有一定要求。初期考慮兩種布局，一種為單個支??點的簡支梁的設(shè)計，另一種為雙支點的龍門設(shè)計如圖３．３。兩種布局方案相比較，??簡支梁支撐結(jié)構(gòu)對空間的要求更小，操作空間更大，測試設(shè)備更加直觀。但簡支??梁的懸臂結(jié)構(gòu)會因為重力影響而產(chǎn)生一定變形，在長時間測試使用中易變形的結(jié)??構(gòu)變形過大時需要對支架結(jié)構(gòu)進行校準。龍門結(jié)構(gòu)相比較于簡支梁支撐結(jié)構(gòu)，空??間要求略大但龍門結(jié)構(gòu)因為存在兩端支撐所以變形量較小，在運動控制的過程中??因電機和平臺的運動所產(chǎn)生的震動更小

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]近紅外微型光譜儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 謝淼.電子科技大學 2016
[4]半球諧振子拋光機床結(jié)構(gòu)性能分析與靜動態(tài)特性優(yōu)化[D]. 于霖.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]太陽能電池性能參數(shù)測試系統(tǒng)的試驗研究[D]. 屠佳佳.中國計量學院 2013
[6]基于嵌入式Linux系統(tǒng)的可見分光光度計的軟件系統(tǒng)開發(fā)[D]. 胡慶新.重慶大學 2010
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本文編號：3269223