染料敏化电池载流子寿命测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及染料敏化电池测试领域,特别涉及染料敏化电池载流子寿命测试装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的飞速发展,人类对能源的需求日益增加。目前,化石能源在能源结构中仍居于主导地位,然而过度开采和使用化石能源所造成的能源危机和环境污染问题已逐渐显现出来,并成为制约经济和社会持续、健康发展的决定因素。发展新能源是解决上述问题的有效途径之一。近几年来光伏产业快速发展,尤其是染料敏化电池领域,染料敏化电池以其低廉的成本、简单的工艺和相对较高的光电转换效率而引起了全世界的广泛关注,并迅速掀起了研宄热潮。但是在于染料敏化电池载流子寿命的测试领域发展的并不是很好,原因是其测试装置的精度、测试方法以及算法比较复杂。本发明设计是充分考虑了染料敏化电池载流子寿命所需测试环境,经过理论论证后再通过设备优化,从而得到良好的测试结果O
【发明内容】
[0003]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0004]为此,本发明的目的在于提出染料敏化电池载流子寿命测试装置。
[0005]为了实现上述目的,本发明的实施例提出染料敏化电池载流子寿命测试装置,其特征在于,包括:使用LED光源作为系统光源,光谱特性好,辐射强度高;使用快门作为LED光源与染料敏化电池之间的屏障,当快门打开时,LED光源可以将光线照射到染料敏化电池上,当快门关闭时,就能阻挡LED光源将光线照射到染料敏化电池上;通过微控制器采样存储测试时刻的电压值和电流值,每ImS采样并记录一次。PC机软件将微控制所采取的电压、电流值读取出来,并通过载流子寿命公式计算得出载流子寿命。
[0006]在本发明的一个实施例中,所述确定使用LED光源作为本发明实施例的系统光源,也就是测试染料敏化电池的测试光源,利用LED光源的光谱特性单一、辐照度高的特点,使染料敏化电池的载流子寿命的现象有一定的规则,并能准确的计算出的载流子寿命。
[0007]在本发明的又一个实施例中,所述使用快门作为阻挡光源的工具,快门的作用是将LED光阻挡在外面,使染料敏化电池处于一个黑暗的环境中。本发明的快门的关闭速度在50ms以内,这样可以很准确的得知染料敏化电池处于黑暗环境的时间,然后微控制器开始动作。
[0008]在本发明的再一个实施例中,所述微控制器采用的是TMS320F的DSP,作为主控制器,对染料敏化电池可以进行快速采样,并计算出电压、电流值,再返回给PC机。
[0009]根据本发明的染料敏化电池载流子寿命测试装置,针对科研单位和光伏相关实验室,对染料敏化电池的研宄,尤其是要测试染料敏化电池的载流子寿命时,则需要本发明测试其载流子寿命。
[0010]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0011]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下图附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0012]图1为根据本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置的系统结构图;
[0013]图2为根据本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置的控制原理图;
[0014]图3为根据本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置的控制流程图;
【具体实施方式】
[0015]下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似的功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0016]如图1所示,本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置,包括:1)PC机、
2)微控制器、3)电压检测、4)染料敏化电池、5)快门、6)LED光源、7)电流检测。
具体表现如下:
[0017]本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置,通过6) LED光源作为系统光源,因为LED光源光谱特性好,辐射强度高;
[0018]5)快门作为6)LED光源与4)染料敏化电池之间的屏障,当快门打开时,6)LED光源可以将光线照射到4)染料敏化电池上,当快门关闭时,就能阻挡6) LED光源将光线照射到4)染料敏化电池上;
[0019]3)电压检测是测试4)染料敏化电池的开路电压,并通过2)微控制器采样存储测试时刻的电压值,每ImS采样并记录一次,7)电流检测是测试4)染料敏化电池的短路电流,并通过2)微控制器采样存储测试时刻的电流值,每ImS采样并记录一次;
[0020]1)PC机软件将2)微控制的电压电流、值读取出来,并通过载流子寿命公式运算得出载流子寿命,I)PC软件也用于控制5)快门的开启与关闭,控制2)微控制器相关动作。
[0021]如图2所示,本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置的控制原理图,其中染料敏化电池提供电压、电流,通过Ul型号为TMS320F的DSP对染料敏化电池电压、电流进行采样存储,其中Rl为采样电阻。由电阻R5、R6,电容C26和按键SWl组成TMS320F的复位电路。由晶振Yl给Ul提供时钟源,电感L1、电容C28组成LC滤波电路给予YI提供电源。U2为MAX232,将Ul的TTL的电平信号转换成232电平,使之与PC机通信,Ul的62、63脚分别为串口通信的写信号和读信号,分别接到U2的11、10脚。U2将其14、13脚通过电阻R2、R3和电容C5接到9针串口头Jl上。
[0022]如图3所示,本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置的控制流程图。 具体步骤如下:
[0023]步骤SI,启动染料敏化电池载流子寿命测试装置的PC软件;
[0024]步骤S2,微控制开始工作,微控制将采集到的数据通过RS232传送给步骤SI,同时也读取步骤S3、步骤S4的数据;
[0025]步骤S3,采集步骤S5染料敏化电池的开路电压值,每IuS采样一次,并通过步骤S2读取和存储电压值;
[0026]步骤S4,采集步骤S5染料敏化电池的短路电流值,每IuS采样一次,并通过步骤S2读取和存储电流值;
[0027]步骤S5,在失去光源后染料敏化电池上的电压电流逐渐减小;
[0028]步骤S6,通过步骤SI的PC软件控制快门的开启和关闭,使步骤S5处在有关和无光的状态。
[0029]根据本发明例的染料敏化电池载流子寿命测试装置,是针对科研单位以及光伏实验室开发的特殊装置,主要用于测试染料敏化电池的寿命,由于染料敏化电池的载流子寿命是一个非常短的时间,本发明均采用军工级元器件,采样速率达到lGs/S,存储深度达到10M,用于准确的测试并计算得到载流子的寿命。本发明实施例的微控制器部分使用DSP数字信号处理器,能快速地采取到染料敏化电池的电压电流的信号,并通过其强大的数字运算能力,及时地处理好数据,并将数据存储在Flash中。本发明实施例的光源采用LED光源,LED光源的光谱较单一,使染料敏化电池样品接收到的光谱特性不会受到其它光谱的影响,并且LED光源的光照强度稳定,使染料敏化电池的样品能接收到充足的并稳定的光线。本发明实施例的PC软件与DSP之间通过RS232进行通信,读取DSP所存储的数据,并通过染料敏化电池载流子寿命的计算公式,运算得出具体的载流子寿命。本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置,可用于相关的科研单位,对染料敏化电池载流子寿命的测试研宄,从中可以得到本发明的测试方法,以及用于相关测试方法的校正,从使科研单位能得到所需的标准参考值。本发明实施例可用于光伏材料相关的大学实验室,作为研宄染料敏化电池载流子寿命的测试装置,从本发明实施例中,可以使老师或者学生能够得到染料敏化电池载流子寿命的实际值,并且通过本发明例,可以使老师或者学生掌握测试染料敏化电池载流子寿命的一种行之有效的测试方法,以及一种染料敏化电池载流子寿命的计算方法。
[0030]本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合改实施例或示例描述的具体特征、结构、材料、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0031]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权力要求极其等同限定。
【主权项】
1.染料敏化电池载流子寿命测试装置,其特征在于,包括: LED光源: 所述LED光源采用单光谱光源,辐照度高,以及光线垂直照射,能最大限度地使染料敏化电池处于最大功率输出。 微控制器: 所述微控制器采用DSP,能够实时采样数据,并能计算所得数据发送到PC机上; 快门: 所述快门,是作为阻挡或开通染料敏化电池与LED光源之间的挡板,其开关的速度在50ms之内; 电压检测: 电压检测是测试染料敏化电池的电压,并通过微控制器采样存储测试时刻的电压值,每ImS采样并记录一次 电流检测: 电流检测是测试染料敏化电池的短路电流,并通过微控制器采样存储测试时刻的电流值,每ImS采样并记录一次。
2.如权利要求1所述染料敏化电池载流子寿命测试装置,利用LED作为光源,并且光谱特性单一,拥有良好的辐照度。
3.如权利要求1所述染料敏化电池载流子寿命测试装置,使用DSP作为微控制器,使得拥有比较快的采样频率,以及比较快速的浮点数计算,并能通过串口将数据发送到PC机上,在此期间不会因数据量大而无法快速的执行所需要的命令。
4.如权利要求1所述便携式风力发电充电装置,PC机计算染料敏化电池的载流子寿命,先接收全部的DSP采样到的数据,在通过专业的公式得到染料敏化电池的载流子寿命。
【专利摘要】本发明实施例的染料敏化电池载流子寿命测试装置,通过LED光源作为系统光源,因为LED光源光谱特性好,辐射强度高;快门作为LED光源与染料敏化电池之间的屏障,当快门打开时,LED光源可以将光线照射到染料敏化电池上,当快门关闭时,就能阻挡LED光源将光线照射到染料敏化电池上;电压检测是测试染料敏化电池的开路电压,并通过微控制器采样存储测试时刻的电压值,每1mS采样并记录一次,电流检测是测试染料敏化电池的短路电流,并通过微控制器采样存储测试时刻的电流值,每1mS采样并记录一次。PC机软件将微控制的电压电流、值读取出来,并通过载流子寿命公式运算得出载流子寿命,PC软件也用于控制快门的开启与关闭,控制微控制器相关动作。
【IPC分类】H02S50-15
【公开号】CN104702212
【申请号】CN201510144760
【发明人】梁光胜, 王银铃, 刘文富, 胡靖宇
【申请人】北京海瑞克科技发展有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月31日