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#楼主# 2018-10-30

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这是一个基于C语言编写的、采用增强的粒子群智能优化算法的、从亮态I-V曲线提取二极管参数(n1,J01,n2,J02, Rs,Rsh)的小工具(120kb)。名字暂定为APEFSC (Automat Parameters Extractor for Solar Cells )。本工具免费,使用方便:无需下载安装MATLAB等软件即可使用。也不需要先画图再手工提取初始化参数(某一直认为,那种作图法提取参数的随意性太大!!),无需给定合适的初始值,全部自动化~
      小工具的产生离不开我的指导老师,中山大学太阳能系统研究所的所长沈辉教授的悉心指导。沈教授胸怀广阔,为人刚正,对待学生严谨负责,经常鼓励大家抓住机会交流学习;并亲自邀请光伏领域的众多顶级科学家来所指导我们的工作,或者派遣学生出国学习(主要是欧洲~)。正是在恩师沈教授的鼓励和指导下,我才能坚持完成软件的编写调试工作(我是凝聚态物理专业,C语言程序运行高效可迁移性好,但是代码的编写真的费神),并选择将软件分享给从事光伏行业的各位同胞们(二极管拟合的论文网上一大把,免费的工具几乎没有,而且文献里的很多算法都是用商业化软件MATLAB实现的)~

      使用方法:将包含亮态I-V数据的txt文件拖到软件图标上松开即可。程序会先给出Voc/Jsc/FF/PCE等值和粗估的二极管参数。根据提示,可继续执行单/双二极管拟合。程序一般会在1~3次迭代周期后获得稳定的结果(minF在E-4或E-5量级不再降低)。二极管模型拟合结果将保存在Diode Fitting IV.txt文件中。

    说明:
           1. 此类工具很难做到对各类电池所有的I-V曲线都获得较好的拟合结果,并且即便是同一根I-V曲线,很可能能很好拟合的也只是0-Voc之间的一小段而已。因为我们的模型是单/双二极管模型,模型假定所有的参数与电压无关,这其实并不是很好的假设!所以,不要期望在较大的电压范围内拟合的I-V曲线和测量I-V曲线重合得很好!不过,拟合0-Voc之间这一段得I-V曲线往往足以!
          2. 类似上述,通过双二极管模型拟合得到得二极管参数严格来讲是一种对电压平均的结果,并且考虑到二极管模型拟合是一个多参数(最少是Jph,J0,n,Rs,Rsh 5个未知参数)的非线性拟合问题,很有可能存在无穷多组(Jph,J0,n,Rs,Rsh)能使得拟合曲线和测量曲线重合!因此,拟合结果仅供参考(定性比较尚可)~如果想获得特定条件下精确的参数(如MPP点处的Rs),建议采用多种测量手段相互验证最终结果。比如说,Rs的测量方法就很多,多光强法/Suns_Voc法等。
         3. 只适合亮态I-V曲线。之所以没考虑用暗态I-V曲线,主要是暗态I-V曲线说服力不够!!!君不见有许多电池暗态曲线整流性极好,亮态曲线却严重S-curve的。并且,实际电池工作在非平衡状态(光照,MPP附近)下的~
         4. 受模型限制,不保证程序对所有电池适用,因为本软件的数学基础就是单/双二极管模型,任何偏离此模型的I-V曲线(尤其是S-curve的)都很难获得满意的拟合结果!!!这就像明明是一个抛物线,你非得用直线去拟合,肯定是不合适的(小范围或许拟合得还行,大范围肯定有偏差)。比如说,很多异质结电池在界面上存在大量缺陷态或者势垒,Jph对电压有明显依赖关系等。所以,除非电池性能不错,否则请不要对二极管拟合抱太大希望

      使用中有任何建议,请联系我。我的邮箱是1050685440@qq.com   为了快速识别,请在邮件主题一栏写上“APEFSC 咨询/建议/合作”,并在正文中对您自己做下简单介绍。不胜感激!


链接:https://pan.baidu.com/s/14WXYS9w7hsTMWddRYDuDdQ
提取码:a885

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把刀藏进衣袖 发表于 2018-10-30 15:17:37
好东西,支持!!!
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南风知我意 发表于 2018-10-30 15:18:07
太阳能电池入门建议多看看这个网站,内容非常丰富:http://www.pveducation.org/pvcdr ... eration/fill-factor
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南风知我意 发表于 2018-10-30 15:18:57
关于本软件的使用方法:不是双击,不是双击,不是双击!
请将包含Voltage-Current数据的txt文件拖到软件图标上松开,就能运行软件了。
出现系统提示/杀毒软件拦截,请勿慌张,选择允许运行即可。

首次使用要求输入电池的面积(cm2)、测试温度、数据列数(一般为2)【软件会自动保存设置,下次重复使用无需输入】,然后就能给出一般计算结果了。如果要拟合I-V曲线,按下Enter进入下一步,可以选择拟合模型(单/双二极管模型)、拟合的数据范围(0-Voc或者全部等),Enter确认后即进入拟合。如果gbest值很大(如10^-2量级),关掉软件重新计算;如果gbest值已经很小(如10^-4量级或者更小)且不再降低,那么就可以终止迭代了,按下Esc或者Bakspace键显示拟合结果。计算结果会保存在两个txt文件(new_I-V results.txt和Diode Fitting IV.txt)中,可以直接copy其中的数据在origin中作图。
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南风知我意 发表于 2018-10-30 15:21:34
修正了一输出的一个小问题,Diode Fitting IV.txt文件中的I-V数据可以直接复制到origin中粘贴绘图了,便于观察拟合结果。

链接:https://pan.baidu.com/s/1zaa7mB7FQ-Ke1QkpnHDZjQ
提取码:wcs7
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