1.17 Автоматизований програмно-апаратний вимірювальний комплекс для контролю параметрів фотоперетворювачів

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Інформаційні технології, технології та засоби розробки програмних продуктів і систем. Енергетика та енергоефективність.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Розробка та створення автоматизованого програмно-апаратного вимірювального комплексу для діагностики і дослідження параметрів багатоперехідних тандемних гетероструктурних фотоперетворювачів (ФП) з квантово-розмірними середовищами, а також їх відмов, оптимізації структурно-технологічних характеристик і маршруту виготовлення.

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ: Автоматизований програмно-апаратний комплекс призначено для: – оперативного контролю вихідних параметрів кристалів фотоперетворювачів (ФП) з метою їх розбраковки і сортування для подальшого складання сонячних модулів і сонячних панелей (батарей); – оперативного контролю параметрів сонячних модулів з розмірами 30х30 см; – дослідження електрофізичних і вихідних параметрів тандемних гетероструктурних ФП при варіації параметрів окремих фотокомірок і режимів технологічних операцій; – діагностики і дослідження тандемних гетероструктурних ФП з квантово-розмірними середовищами.

Основні параметри автоматизованого комплексу: – час вимірювань – 10 мс; – кількість точок вимірювань – 200 точок; – межі вимірювання по каналу напруги фотоперетворювача – 0.5, 1.0, 3.0, 6.0, 12.0, 24.0, 48.0 В; – межі вимірювання по каналу струму фотоперетворювача – 0.3, 5.0, 50.0, 500.0, 5000.0, 10000.0, 20000.0 мА; – максимальний рівень освітленості в площині ФП або модуля – 1360 Вт/м2; – однорідність просторової і тимчасової освітленості на площі 100х100 мм – не більше 2%; – навантаження на мережу живлення не більше 180 Вт; – при вимірі не відбувається істотного нагріву ФП.

Комплекс складається з трьох основних модулів: 1) модуль імпульсного освітлювача; 2) модуль вимірювача; 3) модуль навантаження ФП або фотобатареї.

Конструктивно даний комплекс виконаний у вигляді металевого блоку прямокутної форми з розмірами 510х280х195 мм. Особливістю конструкції є повна відсутність на передній панелі традиційних органів управління (кнопок, тумблерів, перемикачів, ЖК індикаторів), характерних для більшості сучасних вимірювачів аналогічного типу. Це пов’язано з тим, що управління режимами роботи і вимірами здійснюється за допомогою ПК.

 

 

а)

 

 

б)

Рис. 1 – а) загальна структура програмного забезпечення автоматизованого комплексу і б) конструкція освітлювача (ксенонова лампа)

 

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗРОБКИ: Новостворена і конкурентоздатна, корисна технологія. Розробка захищена патентом України на корисну модель та патентом України на винахід.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ: Даний комплекс має ряд переваг щодо аналогів: – висока точність вимірювань (200 точок для синтезу ВАХ); – висока швидкість вимірювань (час вимірювання ВАХ 10 мс), що дозволяє виконувати швидко зміну зразків ФП і тестувати великі партії зразків; – великий діапазон вимірювань по струму і напрузі, дозволяє контролювати як окремі комірки ФП, так і модулів ФП; – наявність інтерактивного інтерфейсу користувача, завдяки якому, навіть недосвідчений користувач може відразу без допомоги програміста приступити до вимірів, які займуть небагато часу; – більш кращі масогабаритні характеристики; – при вимірюванні не відбувається істотного нагріву ФП; – навантаження на мережу живлення не більше 180 Вт.

АНАЛІЗ РИНКУ: Перед початком роботи було проведено огляд подібних концепцій вирішення поставленого завдання, в ході чого були знайдені і вивчені ряд патентів і статей. Існують подібні комплекси, захищені патентами: Установка для контролю параметрів фотоелектричних перетворювачів, пристрій для контролю параметрів ФЕП, (Відкритого акціонерного товариства «Сатурн», РФ); Імпульсний імітатор сонячного випромінювання (Фізико-технічний інститут ім. О.Ф. Іоффе Російської академії наук, РФ).

Дані пристрої мали ряд істотних недоліків, таких як низьку точність, швидкість, неможливість зняти ВАХ за 1 імпульс, малу кількість експериментальних точок і т.ін.

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Запропоновані шляхи трансферу розробки: обмін досвідом та інформацією про науково-технологічні досягнення, проведення консультацій з питань застосування технологій, постачання технологій у межах договорів про їх трансфер з урахуванням ринкової потреби.

СТАДІЯ РОЗРОБКИ: Експериментальний зразок автоматизованого вимірювального комплексу.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: Для виробництва одного експериментального зразку потрібно витратити 120 тис. грн.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Сліпченко Микола Іванович, д.ф.-м.н., проф.; Гордієнко Юрій Омелянович, д.ф.-м.н., проф.; Борщов В’ячеслав Миколайович, д.т.н., проф.; Письменецький Віктор Олександрович, к.т.н., проф.; Пащенко Олексій Георгійович, к.ф.-м.н., доц.; Лістратенко Олександр Михайлович, к.т.н.; Герасименко Микола Вікторович, к.т.н.; Шереметьєв Олексій Дмитрович.

зберегти цю сторінку в PDF