強度調(diào)制的光電化學(xué)掃描頻譜儀的研究.pdf

1、近年來，太陽能作為一種可替代的清潔能源日益受到社會的廣泛關(guān)注，隨之而來的是光伏發(fā)電、太陽能電池的研究熱潮。目前發(fā)展最快的是動態(tài)光譜調(diào)制阻抗譜掃描測試方法IMPS(Intensity Modulated Photocurrent)/IMVS(Photovoltage Spectroscopy)，它實現(xiàn)了動態(tài)調(diào)制光譜強度的同時完成阻抗測量及阻抗譜的繪制。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)工作站針對常規(guī)電化學(xué)實驗

2、方法設(shè)計，無法實現(xiàn)動態(tài)調(diào)制光電光譜的功能，亦無法實現(xiàn)兩者精準的同步控制。在硬件設(shè)計方面，傳統(tǒng)電化學(xué)工作站基于單片機設(shè)計，使用邏輯器件來實現(xiàn)其功能擴展，進而實現(xiàn)DDS輸出及信號采集、存儲控制等功能。但隨著電化學(xué)研究的不斷深入，對實驗設(shè)備的響應(yīng)速度、測量精度提出越來越高的要求，硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計也越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計方案已經(jīng)無法滿足不斷更新的實驗要求。該論文以光譜電化學(xué)測量為基礎(chǔ)，基于ARM平臺及高速高精度模數(shù)混合電路提出了一套強度調(diào)制的光

3、電化學(xué)掃描頻譜儀的設(shè)計方案，并完成了設(shè)計方案的硬件設(shè)計及測試工作。該設(shè)計方案包括以下內(nèi)容：基于AD7671的雙通道數(shù)據(jù)采集器、基于FPGA設(shè)計的任意信號發(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降補償電路、多級信號放大、多段可選巴特沃斯低通濾波器以及USB、TCP/IP隔離通信。
　　最后，配合光強調(diào)制設(shè)備完成了標準體系的阻抗譜掃描測試，測試結(jié)果：DDS正弦輸出頻率范圍10uHz-1MHz，頻