【正文】 （ 25） 而 Id = Io (exp qUD/ AKT1) Iph =(V+IRs)/ Rsh,UD=V+IRs,則 I= Iph Io {exp[ q(V+IRs)/AKT]1}(V+IRs)/Rsh （ 26） 其中 I o 為反向飽和電流， q 電子電荷 ,K 是 波爾茲曼常數(shù) ， T 絕對(duì)溫度； A為 PN 結(jié)理想因子。太陽(yáng)能電池接上負(fù)載 R 時(shí)，所得的負(fù)載伏 安特性曲線如圖 22： 負(fù)載 R 可以從零到無(wú)窮大。 太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率η 定義為太陽(yáng)能電池的最大輸出功率與照射到太陽(yáng)能電 池的總輻射能 Pin之比即 η = Pm/Pin100% （ 29） 圖 22 太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線 太陽(yáng)能電池模塊測(cè)試系統(tǒng)的 硬件組成 (1)閃光模塊 閃光模塊包括高壓脈沖氖燈、水 /硫酸銅水套和凹面鏡高壓脈沖氖燈發(fā)出光的波長(zhǎng)范圍是 200 nm~500μ m,太陽(yáng)光的波長(zhǎng)范圍是 100 nm~750μ m,所以高壓脈沖氖燈發(fā)出的光接近太陽(yáng)的光譜。 (2)光強(qiáng)設(shè)定模塊 光強(qiáng)設(shè)定模塊輸出 0~10 V 模擬信號(hào)傳給軟件 ,軟件把它轉(zhuǎn)換 0~10 kV 的實(shí)際充電電壓 ,并把這個(gè)電壓通過(guò)充電電路傳給儲(chǔ)能電路 ,它的調(diào)整通過(guò)面板上的數(shù)字按鈕實(shí)現(xiàn)。 (4)安全互鎖模塊 安全互鎖模塊可保證操作人員的安全及氖燈的良好運(yùn)行 ,若系統(tǒng)的門(mén)是開(kāi)著的或電容器未充電 ,則阻止測(cè)試。 焊接 (1)原材料 :電池片 焊帶 電池片 :是焊接的對(duì)象 ,起到發(fā)電的作用焊帶 :把每片小功率的電池片連接起來(lái) ,起到導(dǎo)電的作用 . (2)焊接的步驟 : (a)拆電池片包裝：美工刀刀口向外，挑開(kāi)膠帶紙。不允許對(duì)電池片有“沖”“洗”“晃”動(dòng)作。 (2)工藝要求 : (a)EVA,TPT 要卷 ； (b)放電池串時(shí)要保證串聯(lián) ； (c)電池串行間距 2+2/0mm； (d)匯流條焊在焊帶的下面 ,焊帶與匯流帶的接觸面積必須大于 4平方毫米 ； (e)膠帶要刮實(shí) ,無(wú)氣泡 長(zhǎng)度 ； (f)烙鐵溫度 370380 度 ； (g)玻璃 ,背板的毛面對(duì)電池片 ,EVA 光面對(duì)電池 ； (h)抬組件時(shí)用手托玻璃面 ,大拇指不能壓在背板上 ,保持組件不傾斜 。 (3)層壓機(jī)的作用 把這些物質(zhì)壓合在一起，并要求壓合后，達(dá)到目的壓后無(wú)氣泡 ,相融物質(zhì)要融為一體 ,無(wú)法相融物質(zhì)間要有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。從左到右均勻地往凹槽打入適量硅膠； (4)用裝框機(jī)將邊 框裝好（倆人配合將層壓后的組件抬至裝框臺(tái)，先裝長(zhǎng)邊框，后短邊寬 ） ； (5)裝接線盒，將小料上露出的 4根引線端插入接線盒。 ．清潔 (1)打開(kāi)總電源； (2)組件測(cè)試好后，沿導(dǎo)軌傳送到傳送帶上面，平移放好。本文需要對(duì)太陽(yáng)能電池的短路電流、開(kāi)路電壓及工作點(diǎn)特性參量進(jìn)行測(cè)試和采集。測(cè)試系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)和外圍輸入和輸出通道組成。 測(cè)試系統(tǒng)工作流程 測(cè)試系統(tǒng)的工作流程為 :第一 ,將傳感器測(cè)量被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)。第五 ,在 LabVIEW 平臺(tái)下 ,調(diào)用信號(hào)處理子模板 ,編寫(xiě)儀器功能流程、功能算法 ,設(shè)計(jì)虛擬儀器前面板。 (3)測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和處理。虛擬儀器的發(fā)展隨著微機(jī)的發(fā)展以及采用的總線方式的不同，分為六種虛擬儀器系統(tǒng)： PC 總線插卡型虛擬儀器系統(tǒng)； GPIB 總線方式的虛擬儀器系統(tǒng)； VXI 總線方式的虛擬儀器系統(tǒng)； PXI 總線方式的虛擬儀器系統(tǒng)；并行式虛擬儀器系統(tǒng)；串行口虛擬儀器系統(tǒng)。 (3)測(cè)試過(guò)程控制與管理 測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)由測(cè)試任務(wù)描述提供的測(cè)試應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)，完成測(cè)試程序代碼的生成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試任務(wù)資源的配置及管理，并在測(cè)試任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中提供對(duì)測(cè)試任務(wù)的控制與管理。 (c)數(shù)據(jù)處理部分 對(duì)太陽(yáng)能電池的特性進(jìn)行測(cè)試后需要對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理部分包括測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，電池特性的分析，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)的擬合等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所測(cè)信號(hào)的存儲(chǔ)及處理?；谔摂M儀器的性能測(cè)試系統(tǒng)需求分析如下： (a)易用性 性能測(cè)試系 統(tǒng)有良好的人機(jī)交互界面，操作人員可以簡(jiǎn)單方便的使用測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)。 (d)開(kāi)放性 基于虛擬儀器的測(cè)試系統(tǒng)可以移植入幾種通用的編程語(yǔ)言。本文所研究的太陽(yáng)能電池性能測(cè)試系統(tǒng)的硬件包括基礎(chǔ)硬件和外圍硬件，系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件平臺(tái)選用 PC 機(jī)平臺(tái)，作為硬件系統(tǒng)的核心，集中控制總成的信號(hào)采集、分析處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印輸出；外圍硬件則主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集與處理功能，它包括用于本測(cè)試系統(tǒng)信號(hào)調(diào)理電路、多功能數(shù)據(jù)采集卡和各種計(jì)算機(jī)內(nèi)置卡槽等。 實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來(lái)一些麻煩。它的倒數(shù) 1/ Δ t 被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù) / 每秒。采樣間隔是 Δ t ，注意，采樣點(diǎn)在時(shí)域上是分散的。如果信號(hào)中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號(hào)將在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。 出現(xiàn)的混頻偏差（ alias frequency ）是輸入信號(hào)的頻率和最靠近的采樣率整數(shù)倍的差的絕對(duì)值。計(jì)算混頻偏差的公式是： 圖 32 混疊的例子 混頻偏差＝ ABS （采樣頻率的最近整數(shù)倍－輸入頻率） （ 31） 其中 ABS 表示 “絕對(duì)值 ”，例如： 混頻偏差 F2 =|100 – 70| = 30 Hz； 混頻偏差 F3 = |(2)100 – 160| = 40 Hz； 混頻偏差 F4 = |(5)100 – 510| = 10 Hz； 為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號(hào)被采集（ A/D ）之前，經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，將信號(hào)中高于奈奎斯特頻率的信號(hào)成分濾去。理論上設(shè)置采樣頻率為被采集信號(hào)最高頻率成分的 2倍就夠了，實(shí)際上工程中選用 5～ 10倍，有時(shí)為了較好地還原波形，甚至更高一些。這里又發(fā)生一個(gè)困難，有時(shí)我們并不知道，或不確切知道被采信號(hào)的頻率，因此不但采樣率不一定是信號(hào)頻率的整倍數(shù)，也不能保證提供整周期數(shù)的樣本。數(shù)據(jù)采集卡由多路開(kāi)關(guān)、放大器、采樣 /保持器、 A/D 轉(zhuǎn)換器組成。通過(guò)這個(gè)開(kāi)關(guān)的掃描切換 ,實(shí)現(xiàn)多通道的采樣。數(shù)據(jù)采集卡是實(shí)現(xiàn)將測(cè)試信號(hào)從模擬信號(hào)變成計(jì)算機(jī)能接受和處理的數(shù)字信號(hào)功能的硬件。采樣率必須保證一定的數(shù)值，如果太低，則精確度就很差。如果把分辨率增加到 16 位，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的細(xì)分?jǐn)?shù)值就可以從 8 增加到 2 的十六次方，即 65536，它就可以更準(zhǔn)確地表示原始信號(hào)。 在本設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)據(jù)采集卡的要求有： (a)多路的模擬輸入； (b)合適的量程； (c)較高的性價(jià)比。 經(jīng)過(guò)選擇，系統(tǒng)采用的是 NI 公司的 PCI6221 多功能數(shù)據(jù)采集卡。 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡可直接插入計(jì)算機(jī)主板的擴(kuò)展槽中，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換，可將模擬信號(hào)采集輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析顯示，也可通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)反饋控制，根據(jù)需要還可加入信號(hào)調(diào)理和實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理等硬件模塊。采集卡附件包括一條 68 芯的數(shù)據(jù)線，一個(gè)型號(hào)為 CB68LP 的轉(zhuǎn)接板，轉(zhuǎn)接板直接與外部信號(hào)連接。一個(gè)模擬信號(hào)通過(guò)上述各部分后可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。建立時(shí)間反映了輸出信號(hào)幅值改變的快慢，例如建立時(shí)間短的 DAC 可以提供頻率較高的信號(hào)。 Automation Explorer（ MAX），使用它可以實(shí)現(xiàn)如下功能 ： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 19 (1)瀏覽系統(tǒng)中的設(shè)備和儀器，并快速檢測(cè)及配置硬件和軟件； (2)通過(guò)測(cè)試面板驗(yàn)證和診斷硬件的運(yùn)作情況； (3)創(chuàng)建新的通道、任務(wù)、接口和比例等。通過(guò) Devices and Interfaces， 可以配置本地或遠(yuǎn)程硬件設(shè)備的屬性 。只有安裝好 DAQMX驅(qū)動(dòng)軟件才能真正的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。就是說(shuō) ,儀器功能的實(shí)現(xiàn)在很大程度上取決于應(yīng)用軟件功能的設(shè)計(jì)。從構(gòu)成方式講 ,則有以數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ)和信號(hào)調(diào)理電路組成的 PCDAQ 測(cè)試系統(tǒng) 。我們采用 PCI 總線技術(shù)開(kāi)發(fā)了虛擬儀器系統(tǒng)硬件平臺(tái) ,其基于 PCI 總線的數(shù)據(jù)采集卡包括信號(hào)調(diào)理和數(shù) 據(jù)采集兩部分 ,數(shù)據(jù)采集卡結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件可以構(gòu)造各種虛擬儀器。它主要由信號(hào)調(diào)整電路、阻抗變換電路、電壓控制放大電路和觸發(fā)電路組成。 (b)信號(hào)放大電路是信號(hào)調(diào)理電路的核心 ,它將輸入信號(hào)放大成為最大值為177。 (d)根據(jù)實(shí)際需要還可以增加傳感器調(diào)理電路 ,因?yàn)楦鞣N傳感器具有各自獨(dú)特的特性 ,如對(duì)于熱電偶就需要進(jìn)行冷節(jié)補(bǔ)償 ,對(duì)其非線性化輸出進(jìn)行線性化處理等。 由于選擇了 NI 公司數(shù)據(jù)采集卡的最大輸入電壓范圍為 10V~+10V，當(dāng)需測(cè)量電池的電壓超過(guò)最大量程時(shí)，需選擇一個(gè)信號(hào)調(diào)理模塊， NI 的 SCXI1000 信號(hào)調(diào)理模塊就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB， VXI， RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。 使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫(xiě)程A / D 轉(zhuǎn)存 存儲(chǔ)器及控制電路 功能控制電路時(shí)序控制電路 PCI 總線接口模擬信號(hào)觸發(fā)信號(hào)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 22 序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。 測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需要。像許多重要的軟件一樣， LabVIEW 提供 T Windows， UI VIX， Linux， Macintosh 的多種版本。 VI 前面板：前面板類似于傳統(tǒng)儀器的模擬面板，主要由輸入控制器((Control)和輸出指示器 ((Indicate)組成。 VI 用圖標(biāo)代碼和連線來(lái)完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算， 圖標(biāo)代碼是對(duì)具體變成問(wèn)題的圖形化解決方案。像其他高級(jí)編程語(yǔ)言中，一個(gè)函數(shù)可以調(diào)用其他的函數(shù)作為它的子函數(shù)一樣。此外，許多底層子 VI 可以完成不同應(yīng)用軟件的通用功能，所以可以為將要構(gòu)建的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)一系列的適用子 VI，這些子 VI 可以重復(fù)利用，使得大大提高了程序的開(kāi)發(fā)效率。 底層驅(qū)動(dòng)程序接口是由軟硬件廠商提供的，包括 LabVIEW 圖形化編程環(huán)境和板卡的驅(qū)動(dòng)程序。因此，在 LabVIEW軟件平臺(tái)中具體表現(xiàn)為“從上至下”的設(shè)計(jì)，程序中的“底層”就是一個(gè)個(gè) VI，當(dāng)設(shè)計(jì)編好一個(gè) VI，你可以把它當(dāng)作一個(gè) SubVI 在比它更高的層中使用，而且這種層次是沒(méi)有限制的，一 個(gè)個(gè)的 VI構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)程序的總體 。但是在 Case 結(jié)構(gòu)過(guò)多的情況下，將會(huì)在很大程度上影響系統(tǒng)的速度。 While 循環(huán) 可以反復(fù)執(zhí)行循環(huán)體的程序，直至到達(dá)某個(gè)邊界條件。 (3)For 循環(huán)結(jié)構(gòu) For 循環(huán)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計(jì)時(shí)， For 循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)已知的情況。 (c)方波占空比可調(diào) 。最終通過(guò) V*I 算出功率。 (3)通過(guò) LabVIEW 軟件的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了研究。本課題的研究只。測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)的要求。 界面的顯 示 圖 41 界面圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ( 20xx) 27 程序框圖 圖 41 前面板圖 圖 42 程序框圖 5 結(jié)論展望 總結(jié) 本論文主要完成了以下工作： (1)分析了太陽(yáng)能電池的工作原理和負(fù)載特性，利用 NI 的多功能數(shù)據(jù)采集卡采 集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。 (e)輸出頻譜特性 。 圖 310 While 循環(huán)應(yīng)用的前面板圖 圖 311While 循環(huán)應(yīng)用的程序框圖 (4)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 (a)任意波形的發(fā)生 ,任意波可實(shí)現(xiàn)公式輸入 。 While 循環(huán)的框圖是一個(gè)大小可變的方框，用于執(zhí)行框中的程序，直到條件端子接收到的布爾值為 FALSE。為了提高運(yùn)行速度，將原來(lái)的多個(gè) Case 結(jié)構(gòu)合并為一個(gè)，合并后 Case 結(jié)構(gòu)的輸入值不再是單一的布爾控件，而變成改進(jìn)后的輸入值。 (1)Case 結(jié)構(gòu) 一般測(cè)試系統(tǒng)分析功能都比較多，需要用合適的算法判定程序在各個(gè)時(shí)刻應(yīng)該運(yùn)行哪種分析功能。頂層應(yīng)用程序是最終提供給用戶使用的具有完善測(cè)試界面和配置界面的應(yīng)用程序。因此在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用 LabVIEW 來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)編程。我們將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序逐步劃分成為一系列簡(jiǎn)單的子任務(wù)，并為每一個(gè)子任務(wù)創(chuàng)建一個(gè) VI，再將它們裝配到另一個(gè)圖標(biāo)代碼中最終完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。 VI 使用接口板來(lái)代替文本編程的函數(shù)參數(shù)表，每個(gè)輸入和輸出的參數(shù)都有自己的連接端口，其他相關(guān)的 VI 可以通過(guò)它來(lái)相互傳遞數(shù)據(jù)。 VI 框圖程序：框圖程序相當(dāng)于程序的源代碼，只有在創(chuàng)建了框圖程序以后該程序才能真正運(yùn)行。一個(gè)完整的VI 程