一种光伏材料I/V特性测量装置及测量系统的制作方法

本实用新型涉及光伏材料电性测量，特别是一种光伏材料I/V特性测量装置及测量系统。

背景技术：

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，它不会产生任何环境污染，是清洁能源，自法国科学家贝克雷尔发现光伏效应以来，太阳能电池得到了快速的发展，但是目前的太阳能电池存在转化效率低，转化效率随时间衰减的问题，人们需要进行大量实验，来寻找转换效率更高，衰减系数更低的太阳能电池材料。目前此类实验都是人工或者半自动化的，实验效率低，实验人员劳动强度大。自从高通量实验技术被提出以来，其被广泛应用于生物、化学和药学等领域，大大提高的实验的效率，降低了实验人员的劳动强度，太阳能电池领域尚未利用高通量实验技术，也未出现适用于光伏材料电性高通量实验的测量装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在上述的问题，提供一种用于光伏材料I/V特性的高通量测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种光伏材料I/V特性测量装置，包括控制单元和测量单元，所述测量单元包括至少2个测量通道，所述测量单元根据所述控制单元的控制信号切换所述测量通道。

作为一种优选的实施方式，所述测量单元包括256个测量通道。

进一步地，所述测量单元包括切换模块和测量模块，所述切换模块接收所述控制单元的控制信号切换所述测量测量通道，所述测量模块完成I/V特性测量。

进一步地，所述切换模块包括自动通道切换模块和手动通道切换模块。所述自动通道切换模块根据所述控制单元的控制控制信号自动选择并显示测量通道。所述手动通道切换模块可在所述测量单元未上电的状态下手动选择测量通道。

进一步地，所述控制单元包括第一通信模块，用于与所述测量单元通信。

优选地，所述第一通信模块可以分别设置所述控制单元与测量单元的串行通信端口、波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。

优选地，所述第一通信模块为RS232模块，所述控制单元通过RS232模块与所述测量单元通信。

进一步地，所述控制单元还包括参数设置模块，所述参数设置模块可以设置的参数包括：测量模式、循环测量次数、间隔时间、测量方向、四端子测量、服从等级、测量电压扫描范围、测量点数、超时时间和触发延时。

进一步地，所述控制单元还包括数据记录模块，所述数据记录模块用于在线显示被测样品的I/V曲线、开路电压、短路电流、最大功率和填充因子。

作为一种具体的实施方式，所述切换模块包括第二通信模块，用于与所述第一通信模块通信。

优选地，所述第二通信模块为RS232模块。

所述切换模块与所述测量模块通过BNC接口连接。

作为一种具体的实施方式，所述切换模块通过I/O连接模块驱动切换所述测量通道的继电器。

优选地，所述I/O连接模块包括但不限于4个I/O端子。

进一步地，所述测量模块包括第三通信模块，用于与所述第一通信模块通信。

优选地，所述第三通信模块为RS232模块，所述测量模块通过所述RS232 模块向控制单元发送测量数据。

进一步地，所述测量模块包括样品连接模块，所述样品连接模块包括样品连接基座。所述样品连接基座用于连接符合所述样品连接基座规格要求的样品。所述规格要求为行业标准规范要求。

优选地，所述样品连接模块还包括样品连接端子。所述样品连接端子用于连接不符合所述样品连接基座规格要求的样品，使得不符合标准规范要求的样品满足所述测量装置的样品测量规格要求。

作为一种优选的实施方式，所述测量单元还包括通道导通指示灯。所述通道导通指示灯用于指示测量通道导通情况。

另一方面，本实用新型提供一种基于上述测量装置的测量系统，进一步提高光伏材料I/V特性测量效率，包括控制单元、主测量单元和至少1个从测量单元，所述控制单元与所述主测量单元通过通用接口总线或者以太网连接，所述主测量单元与从测量单元通过TSP-Link连接。

所述测量单元均为TSP仪器，所述TSP仪器是指嵌入有测试脚本进程的仪器，所述TSP-Link是一种用于TSP仪器的通信和触发总线。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多通道测量单元连接控制单元的组合形式，提供一种测量通道可切换，用于光伏材料I/V特性的高通量测量装置。采用该光伏材料I/V 特性测量装置可以实现单批次多样品自动化光伏材料I/V特性高通量测量，显著提高样品实验效率，降低实验人员劳动强度，节约劳动成本。

此外，采用控制单元-主测量单元-从测量单元的测量系统形式，可进一步提高光伏材料I/V特性测量效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1测量装置结构图；

图2为本实用新型实施例1测量单元结构示意图；

图3为本实用新型实施例2测量系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种光伏材料I/V特性测量装置，如图1所示，包括控制单元和测量单元，所述测量单元包括至少2个测量通道，所述测量单元根据所述控制单元的控制信号切换所述测量通道。

所述测量单元包括256个测量通道。所述测量单元可以提供单通道测量和多通道测量。

单通道测量时，所述测量单元对被测样品进行单通道测量，通过所述测量单元手动通道切换模块选择需要测量的通道，或者通过所述控制单元选择“单通道测量”，向所述测量单元发送“单通道测量”控制信号，所述测量单元采集电压电流数据并上传至所述控制单元。

多通道测量时，所述控制单元完成测量参数设置，所述参数设置包括：测量模块模式、测量电压扫描方式、测量点数、超时时间、触发延时、测量模式、循环测量次数、间隔时间、测量方向、四端子测量，然后向所述测量单元发送“多通道测量”控制信号，所述测量单元采集电压电流数据并上传至所述控制单元。通道数量可以灵活设置。

所述控制单元发送的控制信号采用现有的轮流接通方式，作为一种具体的方式，例如：控制信号首先接入1号通道，保持1秒钟，断掉1号通道，停1 秒钟，然后2号通道接入，保持1秒钟，断掉2号通道，挺1秒钟，以此类推。保持时间即该通道完成测量过程，断掉时间用于避免同一时刻存在2个通道同时接入。

所述测量单元包括切换模块和测量模块，所述切换模块接收所述控制单元的控制信号切换所述测量测量通道，所述测量模块完成I/V特性测量。如图2 所示，所述切换模块与所述测量模块连接，具体地，所述切换模块连接所述测量模块表头，该表头对应多个测量通道，根据所述控制单元的控制信号，特定时刻接入特定测量通道。

所述控制单元包括第一通信模块，用于与所述测量单元通信。

所述第一通信模块可以分别设置所述控制单元与测量单元的串行通信端口、波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。

所述第一通信模块为RS232模块，所述控制单元通过RS232模块与所述测量单元通信。

进一步地，所述控制单元还包括数据记录模块，所述数据记录模块用于在线显示被测样品的I/V曲线、开路电压、短路电流、最大功率和填充因子。所述数据记录模块提供了数据自动存储功能，方便后期数据处理。

作为一种具体的实施方式，所述切换模块包括第二通信模块，用于与所述第一通信模块通信。

所述第二通信模块为RS232模块。

所述切换模块与所述测量模块通过BNC转香蕉头连接线连接。

作为一种具体的实施方式，所述切换模块通过I/O连接模块驱动切换所述测量通道的继电器。

所述I/O连接模块包括4个I/O端子。

进一步地，所述测量模块包括第三通信模块，用于与所述第一通信模块通信。

所述第三通信模块为RS232模块，所述测量模块通过所述RS232模块向控制单元发送测量数据。

进一步地，所述测量模块包括样品连接模块，所述样品连接模块包括样品连接基座。所述样品连接基座用于连接符合所述样品连接基座规格要求的样品。所述规格要求为行业标准规范要求。

优选地，所述样品连接模块还包括样品连接端子。所述样品连接端子用于连接不符合所述样品连接基座规格要求的样品，使得不符合标准规范要求的样品满足所述测量装置的样品测量规格要求。

所述测量单元还包括通道导通指示灯。所述通道导通指示灯用于指示测量通道导通情况。

实施例2

本实用新型的另一方面提供一种基于上述测量装置的测量系统，进一步提高光伏材料I/V特性测量效率，如图3所示，包括控制单元、主测量单元和至少1个从测量单元，所述控制单元与所述主测量单元通过通用接口总线或者以太网连接，所述主测量单元与从测量单元通过TSP-Link连接。

所述测量单元均为TSP仪器，所述TSP仪器是指嵌入有测试脚本进程的仪器，所述TSP-Link是一种用于TSP仪器的通信和触发总线。

所述控制单元设置的测量参数还包括各所述从测量单元的服从等级。各所述从测量单元依据所述服从等级从高到低依次接收所述控制单元的控制信号，完成单批次更多样品的高通量测量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。