Совет специалистов: подбирайте транзисторы одного наименования, так как у них одинаковые технические характеристики и ваша солнечная батарея будет стабильнее в работе.

Следующий этап – это механическая подготовка ваших транзисторов. Необходимо, механическим путем, удалить верхнюю часть корпуса. Проще всего произвести эту операцию с помощью небольшой ножовки по металлу.

Подготовка

Зажмите транзистор в тисках и аккуратно сделайте пропил по контуру корпуса. Вы видите кремниевую пластину, которая будет выполнять роль фотоэлемента. Транзисторы имеют три вывода – базу, коллектор и эмиттер.

В зависимости от структуры транзистора (p-n-p или n-p-n), будет определена полярность нашей батареи. Для транзистора КТ819 база будет плюсом, эмиттер и коллектор минусом.

Наибольшая разница потенциалов, при подаче света на пластину, создается между базой и коллектором. Поэтому в нашей солнечной батарее будем использовать коллекторный переход транзистора.

Проверка

Базу транзистора подключаем к плюсовому проводу мультиметра, а коллектор к минусовому. Измерительный прибор включаем в режим контроля напряжения с диапазоном 1В.

Направляем источник света на кремниевую пластину и контролируем уровень напряжения. Оно должно быть в пределах от 0.3В до 0.7В. В большинстве случаев один транзистор создает разницу потенциалов 0.35В и силу тока 0.25 мкА.

Для подзарядки сотового телефона нам необходимо создать солнечную панель примерно из 1000-ти транзисторов, которая будет выдавать ток в 200-ти мА.

Сборка

При параллельном соединении транзисторов увеличивается сила тока, а при последовательном повышается напряжение источника.

Кроме транзисторов, диодов и медной фольги для изготовления солнечных батарей можно использовать алюминиевые банки, например, пивные, но это будут батареи нагревающие воду, а не вырабатывающие электроэнергию.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как сделать солнечную батарею из транзисторов своими руками:

teplo.guru

Cоздан новый полупроводниковый материал для солнечных батарей

Российские ученые создали новый полупроводниковый материал для солнечных батарей и повышения их эффективности.

Группа российских ученых создала новый полупроводниковый материал без использования свинца, который может быть применен в солнечных батареях для повышения их эффективности. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба одного из участников исследования Сколковского института науки и технологий (Сколтеха).

Новый материал для солнечных батарей на основе перовскитоподобного комплексного бромида сурьмы

«Сотрудничество исследователей из Сколтеха, Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) и Института проблем химической физики РАН позволило создать перспективные бессвинцовые полупроводниковые материалы для использования в солнечных батареях на основе комплексных галогенидов сурьмы и висмута. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry и анонсированы на его обложке», — говорится в сообщении.
 
Большой интерес для использования в настоящее время представляют солнечные батареи на основе комплексных галогенидов свинца, то есть соединения свинца с элементами 17-й группы периодической таблицы Менделеева (фтором, хлором, бромом или иодом), с перовскитной структурой — напоминающей структуру минерала перовскита, кристаллы которого имеют кубическую форму. Такие батареи отличаются низкой стоимостью, простотой изготовления и высокой эффективностью преобразования света.

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Как делают солнечные элементы

***КПД и срок службы
Монокристаллические элементы имеют КПД около 17-22%, сроки их службы не менее 25 лет. Эффективность поликристаллических может достигать 12-18%, служат они тоже не менее 25 лет. КПД аморфных составляет 6-8% и снижается гораздо быстрее кристаллических, работают они не более 10 лет.

***Температурный коэффициент
В реальных условиях использования солнечные батареи нагревается, что приводит к снижению номинальной мощности на 15-25%. Средний температурный коэффициент для поли и моно составляет -0,45%, аморфного -0,19%. Это значит, что при повышении температуры на 1°C от стандартных условий кристаллические батареи будут менее производительными, чем аморфные.

***Потеря эффективности
Деградация солнечных монокристаллических и поликристаллических модулей зависит от качества исходных элементов – чем больше в них бора и кислорода, тем быстрее снижается КПД. В поликремниевых пластинах меньше кислорода, в монокремниевых – бора. Поэтому при равных качествах материала и условий использования особой разницы между степенью деградации тех и других модулей нет, в среднем она составляет около 1% в год. В производстве аморфных батарей используется гидрогенизированный кремний. Содержанием водорода обусловлена его более быстрая деградация. Так, кристаллические деградируют на 20% через 25 лет эксплуатации, аморфные быстрее в 2-3 раза. Однако некачественные модели могут потерять эффективность на 20% уже в первый год использования. Это стоит учесть при покупке.

***Стоимость
Тут превосходство полностью на стороне аморфных модулей – их цена ниже, чем кристаллических, из-за более дешевого производства. Второе место занимают поли, моно же самые дорогие.

***Размеры и площадь установки
Монокристаллические батареи более компактны. Для создания массива требуемой мощностью понадобится меньшее количество панелей по сравнению с другими видами. Так что при установке они займут немного меньше места. Но прогресс не стоит на месте, и по соотношению мощность/площадь поликристаллические модули уже догоняют моно. Аморфные же пока отстают от них – для их установки понадобится в 2,5 раза больше места.

***Светочувствительность
Здесь лидируют аморфно-кремниевые модули. У них лучший коэффициент преобразования солнечной энергии из-за водорода в составе элемента. Поэтому они, по сравнению с кристаллическими, в условиях слабой освещенности работают эффективнее. Моно и поли, при плохом освещении работают примерно одинаково – значительно реагируют на изменение интенсивности света.

***Годовая выработка
В результате тестирования модулей разных производителей было установлено, что монокристаллические за год вырабатывают больше электроэнергии, чем поликристаллические. А те в свою очередь производительнее, чем аморфные, несмотря на то, что последние вырабатывают энергию и при слабой освещенности.

Можно сделать вывод, что солнечные батареи моно и поли имеют небольшие, но важные различия. Хотя mono все-таки эффективнее и отдача от них больше, но poly все равно будут пользоваться большей популярностью. Правда, это зависит от качества продукции. Тем не менее, большинство крупных солнечных электростанций собраны на базе полимодулей. Связано это с тем, что инвесторы смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальную эффективность и долговечность.

Теперь об аморфных батареях. Начнем с преимуществ: метод их изготовления самый простой и малобюджетный, потому что не требуется резка и обработка кремния. Это отражается в невысокой стоимости конечной продукции. Они неприхотливы – их можно установить куда угодно, и не привередливы – пыль и пасмурная погода им не страшны.

Однако у аморфных модулей есть и недостатки, перекрывающие их достоинства: по сравнению с вышеописанными видами, у них самый низкий КПД, они быстрее деградируют – эффективность снижается на 40% менее чем за 10 лет, и требуют много места для установки.

fishki.net

Солнечные батареи на полупроводниковых гетероструктурах

Совсем недавно в Пекине прошли большие торжества и военный парад, посвященные 70-летию победы во Второй Мировой войне. В эти дни китайцам повезло наблюдать редкое зрелище — ясную погоду над Пекином и его центральной площадью Тянь Ань Мэнь. Для того, чтобы провести торжества на высоком уровне, китайское правительство на несколько дней остановило работу множества промышленных предприятий в Пекине и его окрестностях, было существенно уменьшено число автомобилей на улицах города. Это было сделано для того, чтобы над Пекином было чистое небо и не было привычного уже для этого города смога. Ведь в некоторые дни Пекин выглядит так, как показано на этом фото:

Смог в Пекине

Такая же картина может ожидать и наши города, если не принять мер по борьбе с загрязнениями воздуха. А, как известно, одним из источников вредных выбросов в атмосферу являются электростанции, работающие на ископаемом топливе, в первую очередь это котельные и теплоэлектроцентрали, работающие на угле. Так что просто необходимо искать альтернативные источники энергии, которые не будут приводить к загрязнению воздушного пространства на нашими городами. И одним из перспективных направлений в решении этой задачи является использование солнечной энергии на основе фотоэлектрических преобразователей. В будущем солнечные батареи должны занять львиную долю на рынке электроснабжения, вытесняя более затратные и опасные с точки зрения экологии методы.

По сообщениям отечественных специалистов, именно за солнечными батареями будущее электрических поставок. Они уже в ближайшем будущем могут оттеснить угольные и даже атомные станции, которые помимо пользы для человечества еще являются и опасными для экологической ситуации в регионе, где они расположены. К тому же недавно, а именно в августе текущего года, произошел значительное снижение стоимости кремния, который является важнейшей составляющей для разработки солнечных батарей. А ведь солнечные батареи на основе кремния в настоящее время являются основным видом фотоэлектрических преобразователей. И снижение стоимости кремния должно привести к снижению цены солнечных батарей, а следовательно, и к снижению цены получаемой на их основе электроэнергии, то есть к повышению экономической эффективности их использования.

Одним из видов солнечных батарей на основе кремния являются батареи на полупроводниковых гетероструктурах — материалах, свойства которых нобелевский лауреат Жорес Алферов исследовал в 60-х годах, когда был еще только простым кандидатом физико-математических наук, а в 2000 году получил за это Нобелевскую премию по физике.

Как сообщил корреспонденту ТАСС Евгений Теруков, заведующий лабораторией физико-химических свойств полупроводников Физико-технического института им. А.Ф.Йоффе (ФТИ РАН), заместитель генерального директора Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике, созданного при Физтехе, в 2016 году в России начнется производство солнечных батарей на основе изобретений Ж.Алферова.

«Изобретение Жореса Ивановича станет основой второго поколения научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР) для массового производства российских солнечных батарей. Это стало возможно благодаря тому, что Китай обвалил рынок кремния — важнейшего компонента полупроводниковых гетероструктур. Он подешевел с 200 до 20 долларов, сравнявшись со стоимостью стекла», — сказал Теруков, уточнив, что технологии с применением идеологии гетероструктур поступят на производство в Новочебоксарске в середине 2016 года.

Как изменится конструкция и КПД солнечных батарей

Используемые сейчас тонкопленочные технологии предполагают нанесение кремниевого слоя в 2-3 микрона на стеклянную основу. Один элемент размером 1,1 на 1,4 квадратных метра дает 140 ватт при стоимости 8000 руб, КПД 10-12%, окупаемости за 10-12 лет и 20-летней гарантии. Стекло из конструкции убирают, заменяя его кристаллическим кремнием с применением полупроводниковых гетероструктур Алферова. В результате стоимость модуля снизится вдвое, а КПД возрастет вдвое, до 20%, то есть при тех же габаритах, модуль будет работать в 4 раза эффективнее, — рассказал Теруков.

Усовершенствованные солнечные батареи предполагается использовать для создания автономных систем энергоснабжения мощностью от 100 кВт в местах, удаленных от электросетей — в Сибири, на Алтае, на Дальнем Востоке, а также для создания солнечных электростанций с мощностью от 10 МВт в тех же регионах, а также на Кавказе и в Крыму, — сообщил Теруков. Перспективность размещения солнечных батарей связана с количеством солнечных дней в году.

Нобелевский лауреат вернулся в лабораторию

Ранее Нобелевский лауреат Жорес Алферов сообщил, что возвращается в экспериментальную физику и займется усовершенствованием солнечных батарей.

«Практическая цель наших исследований — повышение эффективности солнечных батарей и новые принципы реализации интегральных схем», — рассказал Алферов корр. ТАСС.

По мнению ученого, к середине XXI века получать, «упаковывать» и использовать энергию Солнца человеку станет выгоднее, чем получать энергию в результате горения нефтепродуктов и расщепления атомного ядра.

«КПД солнечных батарей растет, уже через 10-15 лет фотоэлектроэнергетика станет очень экономически выгодной, а к середине XXI века может вытеснить энергию от горения углеводородов и атомную энергетику», — сказал ученый.

Открытая лекция академика Российской академии наук, лауреата Нобелевской премии по физике, члена наблюдательного совета СГАУ Жореса Ивановича Алфёрова.

Тема лекции: «Год света. Эффективная генерация и преобразование света». Он тут много говорит про роль фотовольтаических преобразователей.

altenergiya.ru

МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

   В общем от диодной солнечной панели я желал получить номинальное напряжение при нормальном солнечном освещении 9 вольт, напряжение при облачной погоде не менее 6 вольт, а при ярком солнечном освещении планировалось получить до 14-16 вольт напряжения, про силу тока поговорим потом. Итак, поскольку пиковое значение напряжение в 0,7 вольт мои кристаллы отдавали очень редко (в течении 3-х дней испытании на солнце мультиметр только один раз показал такое значение от одного кристалла), то решил для удобства проведения расчетов использовать расчетную величину тока одного кристалла 0,5 вольт. Для получения 12 вольт напряжения нужно последовательно соединить 24 кристалла полупроводниковых диодов. Теперь поясню, как достать кристалл из диода. Берем сам диод и при помощи молотка разбиваем стеклянный держатель верxнего контакта диода. Затем при помощи плоскогубцев нужно открыть диод. Там мы увидим кристалл, который припаян к основании диода. К кристаллу припаян медный многожильный провод на конце которого прикреплен верxний контакт диода. Берем нижнее основание диода на который припаян кристалл и идем к газовой плите. Держим его при помощи плоскогубцев на огне (так, что полупроводниковый кристалл наxодился сверxу). Через пол-минуты олово кристалла расплавится и уже можно спокойно взять его при помощи пинцета. Так нужно делать со всеми диодами. У меня на это ушло пару дней. Работа действительно трудная, но дело стоит того. Как уже было сказано, каждый полупроводный кристалл способен отдавать до 7 миллиампер тока на ярком солнце. Для удобства расчета использовал значение силы тока одного кристалла 5 миллиампер. То есть, если параллельно соединить 32 кристалла мы получим силу тока 160 миллиампер, почему именно 160 миллиампер? Просто у меня диодов xватило как раз только для получения такого тока. Нужно подключить 24 диода последовательно для получения 12 вольт напряжения и собрать 32 блока по 12 вольт и включить параллельно для получения желаемой емкости. В итоге когда панель была готова (после почти недели работ) я почему то получил иные параметры которые меня очень обрадовали. Максимальное напряжение при ярком солнечном освещении до 18 вольт, а сила тока достигала 200 миллиампер, иногда до 220 миллиампер. 

   Для корпуса панели были использованы два каркаса от советского стабилизатора напряжения. На стабилизаторе есть отверстия для вентиляции и именно в ниx были поставлены полупроводные кристаллы. 

   Поскольку солнечный свет не всегда будет освещать нашу панель, то было решено зарезервировать напряжение от панели в аккумулятораx. Аккумуляторы были использованы от китайскиx фонариков. Каждый аккумулятор имеет следующие параметры: напряжение 4 вольт, емкость до 1500 миллиампер.

   То есть наша панель за сутки успеет зарядить такой аккумулятор, точнее три такиx аккумулятора, поскольку аккумуляторы были включены последовательно для получения 12 вольт напряжения, потом переделал панель и она также при желании могла отдавать 8 вольт 300 миллиампер. Также была изготовлена небольшая панель из стеклодиодов. Стеклодиод при ярком солнечном освещении отдавал напряжение до 0,3 вольт, а сила тока до 0,2 миллиампер. 

   Стеклодиодная панель у меня дает напряжение 4 вольта, сила тока до 80 миллиампер. Все напряжение от солнечныx панелей накапливалось в свинцовыx аккумулятораx от фонарей, однако желательно использовать аккумулятор с большой емкостью, даже и от автомобиля. Все напряжение от аккумуляторов тратилось с одной целью — осветить дом в ночное время. Освещение выполнялось светодиодами. 

   Для этого из магазина были куплены светодиодные китайские фонарики. Затем были созданы светодиодные панельки.

   На каждой панельке 42 светодиода. В общей сложности были созданы три идентичные панели которые вместе потребляли всего 20 ватт. Но освещенность равна 100 ваттной лампе накаливания и даже больше. 

   Свет, которые дают светодиоды, более приятный и успокаивающий. К тому же светодиоды имеют ничтожные тепловые потери.

   Ну в прочем думаю все отлично знают, что светодиоды более эффективны. Все светодиоды были подключены параллельно и питаются от 4-х вольт напряжения, но напряжение нужно подать через токоограничивающий резистор 10 ом — мощность резистора 1 ватт, и нагрева резистора не наблюдалась. Ака.

   Обсудить статью МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

radioskot.ru