強(qiáng)度調(diào)制的光電化學(xué)掃描頻譜儀的研究.pdf

1、近年來(lái)，太陽(yáng)能作為一種可替代的清潔能源日益受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，隨之而來(lái)的是光伏發(fā)電、太陽(yáng)能電池的研究熱潮。目前發(fā)展最快的是動(dòng)態(tài)光譜調(diào)制阻抗譜掃描測(cè)試方法IMPS(Intensity Modulated Photocurrent)/IMVS(Photovoltage Spectroscopy)，它實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)調(diào)制光譜強(qiáng)度的同時(shí)完成阻抗測(cè)量及阻抗譜的繪制。在電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)的頻譜掃描是由電化學(xué)工作站完成，由于電化學(xué)工作站針對(duì)常規(guī)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)

2、方法設(shè)計(jì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)制光電光譜的功能，亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)兩者精準(zhǔn)的同步控制。在硬件設(shè)計(jì)方面，傳統(tǒng)電化學(xué)工作站基于單片機(jī)設(shè)計(jì)，使用邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能擴(kuò)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DDS輸出及信號(hào)采集、存儲(chǔ)控制等功能。但隨著電化學(xué)研究的不斷深入，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的響應(yīng)速度、測(cè)量精度提出越來(lái)越高的要求，硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案已經(jīng)無(wú)法滿足不斷更新的實(shí)驗(yàn)要求。該論文以光譜電化學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)，基于ARM平臺(tái)及高速高精度模數(shù)混合電路提出了一套強(qiáng)度調(diào)制的光

3、電化學(xué)掃描頻譜儀的設(shè)計(jì)方案，并完成了設(shè)計(jì)方案的硬件設(shè)計(jì)及測(cè)試工作。該設(shè)計(jì)方案包括以下內(nèi)容：基于AD7671的雙通道數(shù)據(jù)采集器、基于FPGA設(shè)計(jì)的任意信號(hào)發(fā)生器（DDS）、高精度恒電位儀、高精度恒電流儀、頻率響應(yīng)分析儀（FRA）、iR降補(bǔ)償電路、多級(jí)信號(hào)放大、多段可選巴特沃斯低通濾波器以及USB、TCP/IP隔離通信。
　　最后，配合光強(qiáng)調(diào)制設(shè)備完成了標(biāo)準(zhǔn)體系的阻抗譜掃描測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：DDS正弦輸出頻率范圍10uHz-1MHz，頻