答：

（1）研究目的：

光伏电池是光伏发电系统的重要组成部分，与系统的工作效率和发电量有密切的联系，事实上，光伏电池质量的优劣就直接决定了光伏发电系统中太阳能利用率的高低。此外，光伏电池在长期的户外工作中难免出现一些肉眼难以发现的故障，又或者因工作时间过长而出现光电转换效率下降的情况，因此建立一套稳定可靠的光伏电池检测系统就显得至关重要。本设计最终的目的就是通过对光伏电池的伏安特性进行测试，判断光伏电池的工作是否正常，并找到工作效率最高的点，以提高光伏电池能量转换的性能和稳定性，进而提高整个光伏发电系统的工作效率，消除潜在风险。

因为光伏电池的测试维护一般都在户外现场进行，这就要求整套测试系统在功能稳定可靠的同时还要足够便携，操作简便。此系统还必须能够在短时间内实现光伏电池各个性能参数的采集分析，并能绘制出I-V特性曲线，P-V特性曲线，同时系统还可以进行数据的分析处理、保存、并能够设置一些参数，降低检测的时间，提高整个系统的检测效率。

（2）意义：

能源是人类赖以生存的物质基础和社会发展的动力，而传统的化石能源由于其不可再生的特性，全球的储备量正在逐年减少，并且化石能源的燃烧还产生了大量的污染，给人类的生存和发展带来了严峻的挑战和考验。而太阳能光伏发电作为一种清洁环保的绿色能源，是现阶段急需的能源补充。且与传统能源相比，光伏发电系统布置灵活，可利用屋顶及各种空旷地带就地发电，能源获取便捷，易于维护，尤其对于建筑物密集的城市地区，光伏发电可作为城市日常用电的补充，降低传统发电系统的电网负荷。基于这些便利，目前，世界各国对光伏发电项目都非常重视，都在增加对光伏产业的研究投入，光伏电池的市场也在不断扩大。

（3）研究现状

我国的光伏产业在近些年飞速发展，逐步形成了完整的光伏产业体系。2001年国家推出“光明工程计划”，旨在通过光伏发电解决偏远山区用电问题；2003年英利、无锡尚德相继投产，成为中国第一批现代意义上的光伏组件生产企业；在2012年12月19日召开的国务院常务会议上，时任国务院总理温家宝敲定了促进光伏产业健康发展的五大政策措施，国内光伏产业开始蓬勃发展，至2013年1月14日，德意志银行发布报告表示，在太阳能发电领域，中国即将超越德国成为全球市场领头羊；2018年，国内基本形成了64家光伏巨头企业，包括华为、古瑞瓦特、特变电工等。据国际能源署（IEA）预测，到2030年全球光伏累计装机量有望超过1000GW。并且光伏发电的成本也在不断下降，欧美部分地区的光伏发电已经可以同传统发电方式同台竞争，廉价的光伏能源进入千家万户已经指日可待。

光伏产业的发展也带动了光伏电池户外测试设备的同步发展，并且已经取得了不小的成果。如中国科学院研制的光伏方阵户外测试系统、合肥工业大学的基于ARM的便携式光伏阵列测试仪、 上海交通大学的便携式光伏方阵测试仪、 华中科技大学的基于FPGA的手持式光伏电池测试仪等，都已经能够很好地完成光伏电池的测试工作。

2. 研究的基本内容与方案

答：