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太阳能电池板表面形貌测量装置关键技术研究
资料介绍
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，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。
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