绿色能源工程，即是透过硬体与软体技术，降低产业对环境的伤害。透过实际的量测资料，可进一步了解耗用能源的情况，并提升能源效益、降低浪费，以期找出更洁净的替代能源。

全球的工程师与科学家，均已开始使用图形化系统设计平台，以期正面影响地球的生态。从开发高能源效率的系统，到提升环境的监控与清理系统，图形化系统设计平台产品结合资料撷取和自动控制工具，早已广泛应用于绿色能源工程之中，可解决目前多项高急迫性的问题。

阳光是最丰富的自然资源，因为太阳跟化石燃料不同，没有供给方面的限制，几乎随处都有阳光，所以越来越多人使用阳光做为免费又干净的再生能源来源。利用这种丰沛的资源，使用这种电池将太阳能转变为电力，可解决日益高涨的环保与能源议题。

《图一 太阳能电池开发的所有层面都需要用到各种软硬件测试工具。图为西班牙太阳能面板大厂Siliken Renewable Energy的生产作业过程。》

太阳能电池生产如何最佳化？

太阳能电池开发包含矽精炼、面板制造、验证与安装过程。太阳能光电电池测试作业，是相关半导体设计与建构的重要环节，包含可确保产品品质与效率的多项测试。

矽精炼过程最佳化

典型的矽精炼过程包含了将矽元素转变成矽化合物，矽化合物的状态会比原始状态更容易以蒸馏法精炼，然后再将矽化合物变回纯矽。

以西班牙最大的太阳能光电电池制造商Siliken Renewable Energy为例，在工厂里使用新型获得专利的矽精炼过程，比西门子使用的传统方法便宜40％。为了进一步提升新的矽精炼过程的效率，Siliken Renewable Energy使用自动控制工具、图形化设计FPGA Module、声音与振动软体以及视觉软体，进一步提升工厂中的现有标准控制设备。

因为精炼矽的温度超过摄氏1000度，过程中可使用数位影像撷取模组，在精炼完成的矽粒子从精炼反应器送出时撷取影像。再者，视觉软体可为影像进行远距分析，在粒子精炼完毕之后大量量测粒子的尺寸。

同时，为了取得更快速的控制回路率，以量测精炼矽的流量与压力参数。 Siliken Renewable Energy使用动态讯号撷取模组来监控振动幅度，确保不会超过预定的安全幅度，如此可避免系统不稳定，导致反应器当机。高度整合的资料撷取与自动控制平台，可有效因应太阳能矽精炼的生产过程。

《图二 太阳能面板情境图》

太阳能面板制造与品质测试

当开始制造太阳能面板时，后段制程的测试系统包含箱型的透镜装置，用来执行人为测试。藉由架构在整合资料撷取和自动控制的多功能PC系统之后，量测工程师便可将太阳能模组的「关闭」整合至半自动化的流程。使用资料撷取软体工具前面板做为人机介面来协助执行操作，确能做到当太阳能电池置入后即能「关闭」模组。

电流-电压特性测试

在组装完太阳能面板之后，必须执行电流-电压特性（I-V characterization）测试，来验证每个模组的功率输出，以确保输出的都是指定功率。连续式或脉冲式（Pulsed）的I-V测试，可得出电子效能参数，包含短路电流、开电路电压、操作功率，与系统效率。

太阳能电池I-V特性描述作业为基本必备的作业，可于太阳能电池组装为模组与阵列的制造过程中执行。此测试作业亦可检验任何开路与短路状态，以找出任何可影响能源转换效率的制造瑕疵。

以前的方式是使用多重循序测试来进行这项流程，另外使用的I-V曲线只包含了30个点。现在透过资料撷取和自动控制工具，可使用超过2000个点进行I-V特性测试，进一步能提供更准确的校正参数。

完整的软体与硬体平台，可执行太阳能电池的测试作业。使用者可利用I-V特性描述（Characterization）分析工具组，搭配使用其他制造商的GPIB仪器或电源量测单位（SMU）。

执行这些测试是很复杂的，因为量测工程师必须将确切数量的光打到每片面板上，如此才能同时判定面板的电压与电流。为了完成任务，厂商开发出1种只使用单一10 ms光脉波的方法。打上光脉波之后，工程师就可以获得面板的I-V，以计算其瓦特功率。

电池之外 转换器测试也可行

除了太阳能电池面板之外，太阳能面板转换器等必要设备的测试也是重点。转换器主要是透过电力开关将直流电变成交流电。在开始制造转换器之前，厂商可用自动控制工具结合触控式电脑来开发原型。这样的模式也可进行氢燃料电池或风力发电等其他再生能源领域的研究。