太阳能电池板表面形貌测量装置关键技术研究

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1、学校代码10459学号或申请号201422714237密级专业硕士学位论文太阳能电池板表面形貌测量装置关键技术研究作者姓名：杨高杰导师姓名：马利民教授郑艳萍副教授专业学位名称：机械工程培养院系：机械工程学院完成时间：2017年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchontheKeyTechnologyofSurfaceTopographyMeasurementDeviceofSolarPanelsByGaojieYangSuperv

2、isor:Prof.LiminMa,A.P.YanpingZhengMechanicalEngineeringSchoolofMechanicalEngineeringMay,2017学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论

3、文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要摘要太阳能电池板表面纹理是影响光电转换效率的关键因素之一，通过对太阳能电池板表

4、面微观形貌的测量，对比不同的表面纹理参数与太阳能电池板光电转换效率之间的关系，可以确定与光电转换效率相关性较高的参数，用于指导太阳能电池的生产，有助于提高太阳能电池板光电效率。本文介绍了所设计的一套基于垂直扫描白光干涉技术的表面形貌测量仪，适用于太阳能电池板表面纹理测量。该形貌测量仪结构原理是通过压电陶瓷驱动柔性铰链机构带动Mirau干涉显微镜垂直移动，改变Mirau干涉显微镜中参考光束和被测光束的光程差，实现对被测表面纹理的白光干涉扫描，CCD相机对每次垂直进给时的白光干涉条纹进行采集，图像采集卡将采集信息传送给PC机并进

5、行处理。垂直位移通过双衍射光栅计量装置实现计量，动光栅与Mirau干涉镜同步运动，相对静光栅位移而引起激光干涉条纹光强变化，四象限光电阵列检测激光干涉条纹光强信号转换成电信号，经调理电路调理，输入STM32单片机进行辨向、细分与计数，实现对Mirau干涉显微镜的垂直位移精确计量并将计量结果送入PC机。上位PC机将采集图样进行叠加得零级白光干涉条纹在垂直方向上的干涉位置分布，采用一定的干涉条纹提取算法对白光干涉条纹的最佳干涉位置进行提取，并对提取数据进行处理得到被测表面各被测点零光程差时的相对高度，进而获取被测表面的微观形貌，

6、进一步进行微观形貌参数评定。最后使用该测量仪对标准样板进行了多组实验，验证了测量仪垂直进给位移计量的精度。该仪器可应用于太阳能电池的实际生产，指导光伏生产商对生产工艺和方法进行改进，提高光电转换效率，对光伏产业的发展、资源节约和环境保护有着重要的意义。关键词：太阳能电池板；表面形貌；白光干涉；垂直扫描；激光干涉IAbstractAbstractThesurfacetextureofsolarpanelsisoneofthekeyfactorsaffectingtheconversionrate.Measuringthesur

7、facemorphologyofsolarpanelswithopticalmeasurement,comparingtherelationshipbetweenthedifferentsurfacetextureparametersandthephotoelectricconversionefficiencyofsolarpanels,anddeterminingtheparameterswhicharecloselyrelatedtothephotoelectricconversionefficiency,whichis

8、usedtoguidetheproductionofsolarcells,willhelptoimprovetheefficiencyofsolarpanels.Inthispaper,asetofsurfacetopographymeasuringinstrumentbasedonver