1.17 Автоматизированный программно-аппаратный измерительный комплекс для контроля параметров фотопреобразователей

ОБЛАСТЬ (СФЕРА), К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАЗРАБОТКА: Информационные технологии, технологии и средства разработки программных продуктов и систем. Энергетика и энергоэффективность.

ЦЕЛЬ (ПРОБЛЕМА) РАЗРАБОТКИ: Разработка и создание автоматизированного программно-аппаратного измерительного комплекса для диагностики и исследования параметров многопереходных тандемных гетероструктурных фотопреобразователей (ФП) с квантово-размерными средами, а также их отказов, оптимизации структурно-технологических характеристик и маршрута изготовления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТКИ: Автоматизированный программно-аппаратный комплекс предназначен для: — оперативного контроля выходных параметров кристаллов фотопреобразователей (ФП) с целью их разбраковки и сортировки для дальнейшего составления солнечных модулей и солнечных панелей (батарей);
 - оперативного контроля параметров солнечных модулей с размерами 30х30 см;
 - исследование электрофизических и выходных параметров тандемных гетероструктурных ФП при вариации параметров отдельных фотоячеек и режимов технологических операций; — диагностики и исследования тандемных гетероструктурных ФП с квантово-размерными средами.

Основные параметры автоматизированного комплекса: — время измерений — 10 мс;
 - количество точек измерений — 200 точек; — границы измерения по каналу напряжения фотопреобразователя — 0.5, 1.0, 3.0, 6.0, 12.0, 24.0, 48.0 В;
 - границы измерения по каналу тока фотопреобразователя — 0.3, 5.0, 50.0, 500.0, 5000.0, 10000.0, 20000.0 мА; — максимальный уровень освещенности в плоскости ФП или модуля — 1360 Вт/м2; — однородность пространственной и временной освещенности на площади 100х100 мм — не более 2%; — нагрузка на сеть питания не более 180 Вт; — при измерении не происходит существенного нагрева ФП.

Комплекс состоит из трех основных модулей: 1) модуль импульсного осветителя; 2) модуль измерителя; 3) модуль нагрузки ФП или фотобатареи.

Конструктивно данный комплекс выполнен в виде металлического блока прямоугольной формы с размерами 510х280х195 мм. Особенностью конструкции является полное отсутствие на передней панели традиционных органов управления (кнопок, тумблеров, переключателей, ЖК индикаторов), характерных для большинства современных измерителей аналогичного типа. Это связано с тем, что управление режимами работы и измерениями осуществляется с помощью ПК.

ИННОВАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТКИ: Новая и конкурентоспособная, полезная технология. Разработка защищена патентом Украины на полезную модель та патентом Украины на изобретение.

ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗРАБОТКИ: Данный комплекс имеет ряд преимуществ относительно аналогов: — высокая точность измерений (200 точек для синтеза ВАХ);
 - высокая скорость измерений (время измерения ВАХ 10 мс), что позволяет выполнять быстро смену образцов ФП и тестировать крупные партии образцов;
 - большой диапазон измерений по току и напряжению, позволяет контролировать как отдельные ячейки ФП, модули, так и сборки ФП; — наличие интерактивного интерфейса, благодаря которому, даже неопытный пользователь может сразу без помощи программиста приступить к измерениям, которые займут немного времени;
 - более лучшие массогабаритные характеристики; — при измерении не происходит существенного нагрева ФП; — нагрузка на сеть питания не более 180 Вт.

 

 

а)

 

 

б)

Рис. 1 — а) общая структура программного обеспечения автоматизированного комплекса и б) конструкция осветителя (ксеноновая лампа)

 

АНАЛИЗ РЫНКА: Перед началом работы был проведен обзор подобных концепций решения поставленной задачи, в ходе чего были найдены и изучены ряд патентов и статей. Существуют подобные комплексы, защищены патентами: установка для контроля параметров фотоэлектрических преобразователей (Открытого акционерного общества «Сатурн», РФ); устройство для контроля параметров ФЭП (Открытого акционерного общества «Сатурн», РФ); импульсный имитатор солнечного излучения (Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, РФ). Данные устройства имели ряд существенных недостатков, таких как низкая точность, скорость, невозможность снять ВАХ за 1 импульс, малое количество экспериментальных точек и т.д.

ОЦЕНКА ТРАНСФЕРА РАЗРАБОТКИ: Предложенные пути трансфера разработки: обмен опытом и информацией о научно-технологические достижения, проведение консультаций по вопросам применения технологий, поставки технологий в рамках договоров об их трансфер с учетом рыночной потребности.

СТАДИЯ РАЗРАБОТКИ: Экспериментальный образец автоматизированного измерительного комплекса.

ФИНАНСОВЫЕ РАСХОДЫ НА РАЗРАБОТКУ: Для производства одного экспериментального образца нужно потратить 120 тыс. грн.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ ИЛИ АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ:

Слипченко Николай Иванович, д.ф.-м.н., проф.; Гордиенко Юрий Емельянович, д.ф.-м.н., проф.; Борщев Вячеслав Николаевич, д.т.н., проф.; Письменецкий Виктор Александрович, к.т.н., проф.; Пащенко Алексей Георгиевич, к.ф.-м.н., доц.; Листратенко Александр Михайлович, к.т.н.; Герасименко Николай Викторович, к.т.н.; Шереметьев Алексей Дмитриевич.

cохранить эту страницу в PDF