太阳能台灯的设计毕业设计

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_毕业设计(论文)-台灯的设计(全套图纸)

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台灯的设计摘要:在现代生活中,由于知识的日益更新进步、家长的期待逐渐提高等各种原因,大学生灯下读书日益增多,不可避免地引起了各种生理、心理方面的问题,如何让大学生学习的更健康、更有效率是一个值得探讨的话题,而与此有关的产品也值得去设计。

希望借此毕业设计的机会,对大学生学习中普遍使用的台灯产品进行一些新的思考和设计。

希望通过设计,让台灯更好地满足大学生学习、生活时的生理需要,将以往由大学生如需要图纸等资料,联系QQ1961660126如需要图纸等资料,联系QQ1961660126如需要图纸等资料,联系QQ1961660126适应台灯的情况,转变为具有折叠和调节性的台灯去适应学生的各种要求,让大学生能够更好的去学习。

同时,在外观设计上以现代大学生宿舍环境为参考,努力设计一款令人耳目一新的产品。

关键词:大学生;台灯ABSTRACTIn modern life, because the knowledge increasingly update progress, parents expect gradually improve various reasons such as light reading, college students is increasing, inevitably caused all sorts of physiology, psychological problems, and how to make college students learn more healthy, more efficient is a worth exploring topic and related products is worth to design. Would like to take the opportunity of graduation design in learning of college students, the widespread use of desk lamp products in some new thinking and design.Hope that through design, let desk lamp to better meet the students study, life will ever physiological needs, the situation by student accommodate desk lamp, change is have fold and regulatory desk lamp to adapt to the requirements of the students, let students can better to learn. Meanwhile, on exterior design to modern college dorms for reference, to design the environment of a refreshing productsKET WORDSCollege students; Learning; folding目录1前言 (1)2课题选择 (1)3报告书正文 (2)3.1市场调研 (2)3.1.1调研方案 (2)3.1.2市场走访 (2)3.1.3产品分析 (5)3.1.4问卷调查的数据统计及结果分析和用户模型的建立 (6)3.1.5调研总结 (11)3.2产品设计 (12)3.2.1设计理念 (11)3.2.2方案设计 (12)3.2.3方案确定及说明 (18)3.2.4电脑建模 (19)3.2.5人机工程及尺寸 (21)3.2.6渲染效果图 (23)3.3展板 (28)4结束语 (30)参考文献 (31)插图来源 (32)致谢 (32)附录 (33)1.大学生台灯调查问卷 (34)2.产品三视图 (36)1 前言毕业设计是对大学四年学习的一个总体检验。

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版五四制》

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版五四制》

《太阳能小台灯》作业设计方案一、设计背景太阳能是一种清洁、可更生的能源,被广泛应用于各个领域。

为了让学生更好地了解太阳能的应用和原理,我们设计了这个《太阳能小台灯》作业。

通过这个作业,学生将进修到太阳能的基本原理、制作太阳能小台灯的方法以及太阳能在平时生活中的应用。

二、设计目标1.了解太阳能的基本原理和应用;2.进修制作太阳能小台灯的方法;3.培养学生动手能力和创造力;4.激发学生对科技的兴趣。

三、设计内容1.太阳能原理介绍:通过简单易懂的语言,向学生介绍太阳能的基本原理,让他们了解太阳能是如何被转化为电能的。

2.太阳能小台灯制作过程:提供太阳能电池板、LED灯、导线等材料,指导学生制作太阳能小台灯,并让他们亲自动手完成制作过程。

3.太阳能小台灯实验:让学生在阳光下测试太阳能小台灯的亮度和发光时间,让他们亲身体验太阳能的应用效果。

4.太阳能小台灯应用探究:让学生思考太阳能小台灯在平时生活中的应用途景,如何勤俭能源、珍爱环境等。

四、设计流程1.介绍太阳能的基本原理,让学生了解太阳能的来源和转化过程。

2.提供太阳能小台灯制作所需材料,指导学生按照步骤制作太阳能小台灯。

3.让学生在阳光下测试太阳能小台灯的亮度和发光时间,记录实验数据并进行分析。

4.讨论太阳能小台灯的应用途景,引导学生思考太阳能在平时生活中的重要性。

五、评判方式1.完成太阳能小台灯的制作并提交作业;2.参与太阳能小台灯实验并记录实验数据;3.参与太阳能小台灯应用探究讨论。

六、总结与展望通过这个《太阳能小台灯》作业设计,学生将在动手实践中进修到太阳能的基本原理和应用,培养了他们的动手能力和创造力。

同时,也激发了学生对科技的兴趣,增进了他们对可更生能源的认识和理解。

希望通过这样的作业设计,能够为学生的综合素质提升和科技创新能力的培养做出贡献。

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版》

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版》

《太阳能小台灯》作业设计方案一、设计背景随着环保认识的日益增强,太阳能产品在市场上越来越受欢迎。

太阳能小台灯作为一种绿色环保的照明设备,不仅可以为人们提供光源,还可以勤俭能源,减少对环境的污染。

因此,我们决定设计一款太阳能小台灯,让学生通过动手制作,了解太阳能的应用原理,培养环保认识。

二、设计目标1. 了解太阳能的基本原理;2. 掌握太阳能小台灯的制作方法;3. 培养学生的动手能力和创造力;4. 提高学生的环保认识。

三、设计内容1. 太阳能原理介绍:通过简单易懂的讲解,让学生了解太阳能的基本原理,包括光伏效应、光伏电池等;2. 制作太阳能小台灯:提供太阳能电池板、LED灯、导线等材料,让学生动手制作太阳能小台灯;3. 实验环节:利用太阳能小台灯进行实验,观察其在不同光照条件下的表现;4. 环保认识教育:通过讨论、互动等形式,引导学生思考环保问题,培养他们的环保认识。

四、设计步骤1. 准备材料:太阳能电池板、LED灯、导线、胶水等;2. 制作太阳能小台灯:将太阳能电池板与LED灯毗连,固定在支架上,完成太阳能小台灯的制作;3. 进行实验:将太阳能小台灯放在阳光充足的地方,观察LED灯的亮度变化;4. 思考讨论:引导学生思考太阳能在平时生活中的应用,讨论环保问题,培养环保认识。

五、评估方式1. 制作过程评估:评估学生在制作太阳能小台灯过程中的动手能力和创造力;2. 实验表现评估:评估学生对太阳能原理的理解和实验操作能力;3. 思考讨论评估:评估学生对环保问题的思考深度和表达能力。

六、总结通过设计《太阳能小台灯》作业,学生不仅可以了解太阳能的基本原理,还可以通过动手制作太阳能小台灯,培养环保认识,提高环保认识。

希望通过这个作业设计,能够激发学生对环保的兴趣,为未来的环保事业培养更多的人才。

台灯设计毕业论文

台灯设计毕业论文

台灯设计毕业论文台灯设计毕业论文引言台灯是我们日常生活中常见的一种照明设备,它不仅提供了光线,还可以起到装饰和提升居室氛围的作用。

然而,在市场上的台灯种类繁多,设计风格各异,如何设计一款独特而实用的台灯成为了我毕业设计的重要课题。

本文将探讨台灯设计的关键要素,并通过实例分析来展示我在台灯设计方面的研究成果。

一、功能性设计台灯作为一种照明设备,其最基本的功能是提供光线。

因此,在设计台灯时,我们首先要考虑的是如何使其具备良好的照明效果。

照明效果的好坏与灯具的光源、灯罩、灯座等因素密切相关。

在我的设计中,我选择了LED光源,因为它具有高亮度、低能耗和长寿命等优点,能够提供均匀柔和的光线。

同时,我还设计了可调节灯罩和灯座的角度,使用户可以根据需要调整光线的方向和角度,以满足不同场景下的照明需求。

二、美观性设计除了功能性,台灯的美观性也是设计过程中需要考虑的重要因素。

一款漂亮的台灯能够为居室增添一份艺术氛围,使人们感到愉悦和舒适。

在我的设计中,我注重了台灯的整体外观和细节处理。

我选择了简约而现代的设计风格,采用了流线型的灯罩和灯座,使整个台灯看起来时尚而精致。

此外,我还加入了一些创意元素,如在灯座上设计了一个小巧的花瓶,使台灯既具有实用性又具有装饰性。

三、智能化设计随着科技的发展,智能化已经成为了各行各业的发展趋势,台灯设计也不例外。

在我的设计中,我加入了智能化控制系统,使用户可以通过手机APP或遥控器对台灯进行远程控制。

用户可以根据自己的需求调节光线亮度、色温和灯光效果,还可以设置定时开关机功能,提供更便捷的使用体验。

此外,我还将台灯与智能家居系统进行了连接,使用户可以通过语音控制台灯的开关和调节。

四、可持续性设计在设计台灯时,可持续性也是一个需要考虑的重要方面。

如何减少能耗、延长使用寿命、降低废弃物产生等都是我们需要思考的问题。

在我的设计中,我选择了LED光源,因为LED灯具具有高效节能的特点,相比传统灯泡能耗更低。

台灯设计 毕业论文

台灯设计 毕业论文

台灯设计毕业论文台灯设计毕业论文引言:在现代社会中,台灯已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是在家庭还是办公环境中,台灯都扮演着重要的角色。

然而,随着人们对生活品质的要求不断提高,传统的台灯设计已经无法满足人们对于功能和美观的需求。

因此,本文将探讨台灯设计的创新与发展。

一、台灯的功能需求1. 照明功能:台灯最基本的功能是提供照明,为人们创造一个舒适、明亮的工作或阅读环境。

因此,台灯的照明效果和灯光亮度需要得到重视。

2. 色温调节:不同的活动需要不同的灯光色温。

例如,阅读需要较为明亮的白光,而放松时则需要柔和的暖光。

因此,台灯应具备色温调节功能,以满足人们的不同需求。

3. 色彩还原度:在工作和学习中,人们需要准确地辨认颜色。

因此,台灯的色彩还原度也是一个重要的考量因素。

4. 省能环保:随着环保意识的增强,人们对台灯的能源消耗和环境影响也越来越关注。

台灯设计应该尽可能地节能环保,减少对环境的负担。

二、台灯的美学需求1. 外观设计:台灯的外观设计应与现代家居风格相协调,符合人们对于美的追求。

简约、时尚、流线型的设计是当前台灯设计的主流趋势。

2. 材质选择:台灯的材质选择也是一个重要的考虑因素。

金属、木材、塑料等不同材质的搭配和运用,能够赋予台灯不同的质感和风格。

3. 灯罩设计:灯罩是台灯的重要组成部分,直接影响台灯的光线散射效果。

透明、半透明或不透明的灯罩,能够创造出不同的光线效果,提升台灯的美学价值。

4. 灯光效果:台灯设计应注重灯光效果的创新。

例如,通过灯光的投影和反射,创造出独特的光影效果,增加台灯的艺术感。

三、台灯设计的创新与发展1. 智能化:随着科技的发展,智能台灯已经成为台灯设计的新趋势。

智能台灯可以通过手机或遥控器控制,调节灯光亮度、色温、定时开关等功能,提供更加智能化的使用体验。

2. 多功能:现代台灯不仅仅是提供照明的工具,还可以集成其他功能。

例如,加入无线充电器、音响、USB接口等功能,满足人们的多样化需求。

《太阳能小台灯》作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版

《太阳能小台灯》作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版

《太阳能小台灯》作业设计方案第一课时一、项目介绍太阳能小台灯是一款绿色环保的小型照明设备,利用太阳能光伏电池进行充电,可在夜晚提供光线。

本作业设计方案旨在帮助学生了解太阳能的利用原理,培养他们的动手能力和创造力,同时增强他们对环保意识的认识。

二、教学目标1.了解太阳能光伏电池的工作原理,掌握光电转换知识;2.培养学生的动手能力和实践技能,提高他们的创造力;3.增强学生的环保意识和节能意识,引导他们热爱自然、珍惜资源。

三、教学内容1.太阳能光伏电池的原理和结构;2.太阳能小台灯的制作步骤和材料准备;3.太阳能小台灯的使用方法和维护保养。

四、教学过程1.介绍太阳能光伏电池的工作原理和结构,让学生了解光能转换为电能的过程;2.引导学生准备制作太阳能小台灯的材料,包括太阳能光伏电池、LED灯、电池盒、导线等;3.指导学生根据提供的制作步骤,组装太阳能小台灯,并测试其光照效果;4.让学生体验使用太阳能小台灯,感受太阳能的魅力和便利性;5.引导学生讨论太阳能的优点和应用范围,强调环保意识和节能意识。

五、教学评价1.观察学生在制作太阳能小台灯过程中的动手能力和实践技能;2.评价学生对太阳能光伏电池工作原理的理解和掌握程度;3.收集学生对太阳能小台灯使用体验的反馈意见,了解他们对环保意识的认识和态度。

六、教学反思通过本次太阳能小台灯的作业设计,学生不仅能学习到太阳能利用的知识,还能培养动手能力和创造力,增强环保意识和节能意识。

希望能引发学生对绿色能源的兴趣,激发他们保护环境的意识,为建设美丽家园做出贡献。

第二课时一、项目背景随着环保意识的日益增强,太阳能产品在生活中的应用越来越广泛。

本次设计的“太阳能小台灯”作业旨在通过让学生动手制作太阳能小台灯,培养学生的创造力和动手能力,同时增强他们对太阳能科技的认识和理解。

二、项目目标1. 培养学生对太阳能科技的兴趣和认识。

2. 提高学生的动手能力和创造力。

3. 培养学生的团队合作意识和沟通能力。

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版》

《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版》

《太阳能小台灯》作业设计方案第一课时一、设计目标本设计旨在让同砚了解太阳能发电原理,培育同砚动手能力和创设力,同时引导同砚关注环保和节能的重要性。

二、设计对象本设计适用于中级教育学校生,可依据实际状况进行简化或增加难度。

三、设计内容1. 原材料筹办:太阳能电池板、LED灯、导线、电烙铁、钳子、底座、开关等。

2. 制作步骤:步骤一:制作太阳能板支架将太阳能电池板固定在支架上,确保太阳能电池板能够正常接收阳光。

步骤二:毗连LED灯和电池应用导线将LED灯与太阳能电池板毗连,确保毗连稳固。

步骤三:组装小台灯将LED灯和太阳能电池板固定在底座上,安装开关等配件。

步骤四:测试将小台灯放置在阳光丰富的地方,通过观察LED灯是否亮起来来测试是否制作成功。

四、设计特色1. 通过制作太阳能小台灯,同砚可以深度了解太阳能发电原理,培育环保认识。

2. 制作过程中,同砚需要动手操作,培育同砚的动手能力和创设力。

3. 小台灯应用太阳能供电,引导同砚关注节能环保,学会利用可更生能源。

五、设计评判通过本设计,同砚可以通过动手实践的方式进修太阳能发电原理,培育实践能力和环保认识。

同砚制作的太阳能小台灯不仅可以增加同砚对科技的爱好,还可以在平时生活中起到一定的功用,起到了理论联系实际的作用。

六、设计拓展1. 可以邀请专业人士来学校进行讲解,进一步深化同砚对太阳能发电原理的理解。

2. 可以组织同砚参与太阳能小台灯制作竞争,激发同砚的创设力和竞争认识。

3. 可以开展以太阳能为主题的系列活动,如太阳能发电原理讲座、环保宣扬活动等,全面提高同砚的环保认识和科学素养。

七、结语通过本设计,同砚可以在动手实践中进修太阳能发电原理,培育实践能力和环保认识。

期望同砚能够通过本设计体验到科技的乐趣,关注节能环保,尽力为创设美妙的环境做出贡献。

愿我们的将来更加美妙!第二课时一、设计背景随着环保认识的日益增强,太阳能产品在生活中得到了越来越广泛的应用。

高校大学生毕业论文模板《太阳能节能灯的设计研究与应用》

高校大学生毕业论文模板《太阳能节能灯的设计研究与应用》

摘 要: 本文阐述了太阳能灯的设计过程中,其第一设计工序———产品外观设计,在市场需求中的重要性,分析了外观设计的制约因素,表明采用电脑C AD三维软件来设计,就能取得产品外观设计和结构设计同步进行的效果。

关键词: 太阳能灯;太阳电池板;外观设计;C ADThe R esearch and Application of N e w Style Sun-E nergy-light’s Design Abstract: This thesis elaborates the first process during the sun-energy-light design-the product’s aspect design and its importance in the market demand.This thesis als o analyzes the restrict factor of its design,and then declare that we can get the outstanding achieve2 ment of the aspect and structure design by full use of computer3D design s oftware.K ey w ords: sun-energy-light;sun-battery-plank;aspect design;C AD0 前言随着我国经济的快速增长,能源需求大幅度增加,特别是用电紧张进一步加剧,寻求新能源和可再生能源迫在眉捷。

太阳能是一种非常重要的可再生能源,而太阳能灯正是一种太阳能应用产品,随着我国城市亮化工程的日益兴起,这就给太阳能灯的普及和发展铺平了道路。

太阳能灯是由太阳电池板将白天太阳的光能转变成电能,而加以存储。

晚上,经发光元件又由电能转化为光的一种新产品。

目前,太阳能电池板有多晶硅和单晶硅两种。

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毕业设计(论文)太阳能台灯太阳能台灯摘要:太阳能台灯是通过太阳能电池板,吸收太阳能将其转换为电能,并贮存在蓄电池内,当需要照明时,打开开关,即可用于照明。

采用LED作为光源,具有节能省电的特点。

利用太阳能充电,无需频繁更换电池,适应了清洁、环保的发展趋势。

该产品携带方便,操作简单,是现代生活中理想的照明工具。

本文重点研究了利用CHK0501C实现太阳能充电控制技术。

CHK0501C是一款具备涓流、恒流、恒压三段式充电方式的锂电池充电控制芯片,并具有电池短路、过温保护功能;芯片内置了高精度和高电源抑制能力的基准电压源,从而实现了极高精度的浮充电压控制,充分保证了充电的安全性;输出控制端(DRC)耐压高达40V,可以实现多节电池充电控制,简化了外围应用电路;芯片具有完善的锂电池充电保护功能,极大地提高了电池的充电寿命和电池的充电安全性。

[关键词] 太阳能台灯;太阳能充电;CHK0501C目录第1章绪论 (1)第2章太阳能台灯设计方案 (2)2.1 设计的总体框架 (2)2.2 设计的总体思路 (2)第3章太阳能电池简介 (3)3.1 太阳能电池分类 (3)3.2 太阳能电池的工作原理及结构 (4)3.2.1 P型和N型半导体 (4)3.2.2 太阳电池基本工作原理 (5)3.2.3 晶体硅太阳电池结构 (6)3.3 太阳能电池的参数及型号 (7)第4章 LED简介 (8)4.1 LED发光原理 (8)4.2 LED分类及结构 (8)4.3 LED的优点 (9)第5章锂电池简介 (10)5.1 锂离子电池的工作原理 (10)5.2 锂离子电池型号及参数 (10)5.3 锂离子电池的优点 (11)第6章锂电池充电控制芯片CHK0501C (12)6.1 CHK0501C功能介绍 (12)6.1.1 CHK0501C功能概述 (12)6.1.2 CHK0501C管脚排列 (12)6.1.3 CHK0501C功能框图 (12)6.1.4 CHK0501C管脚说明 (13)6.1.5 CHK0501C电学参数 (13)6.2 电路原理图 (14)6.2.1 锂电池充电过程 (14)6.2.2 电池欠压点设置 (15)6.2.3 充电电流设置 (15)6.2.4 浮充电压设置 (16)6.2.5 过温保护功能 (16)6.2.6 LED端口的驱动状态 (17)第7章电路调试 (18)7.1 太阳能台灯实物图 (18)7.2 实物测试过程 (20)7.3 测试结果与存在不足 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第1章绪论太阳能台灯利用太阳能充电,是一种绿色、安全的产品,太阳能台灯具有以下优点。

1.节约资源――太阳能供电清洁、节能,采用高亮度低功耗的高科技散光LED灯作为光源。

太阳能发电板或市电作为电源供应。

用户在白天出门时将电池盒取出并放置在阳台上,当傍晚回来再将电池盒插入台灯,在充裕的太阳下光照一天,台灯可以连续使用3.5个小时以上,完全满足用户使用。

当没有阳光时,可以使用交流电供电,60颗高效散光LED灯才3.6W,却等同于传统白炽灯45W的亮,但其功耗很低。

3.6W 的耗电量,一般是带不动电表的,如果一整年使用交流电供电,一年产生的电费也在10元里面,所以使用太阳能台灯几乎是免费。

2.保护眼睛――直流照明无频闪无辐射直接使用交流电的光源必然存在频闪,发热量大的光源必然存在热辐射。

而太阳能台灯使用低压直流供电,发热量极低(LED是低功耗产品),即使太阳能台灯使用交流电供电,也是使用了适配器,将交流电变成了直流低压电。

3.超长寿命灯――光衰系数远小于荧光灯采用低功耗高亮度散光的LED灯是环保高科技产品,低电压小电流供电,使用寿命要比日光灯长10倍、比白炽灯长100倍。

4.低压安全灯――无安全隐患9V电压供电,使用时不存在误触灯头、导线接头或金属片等造成人身伤害的问题。

5.环保――绿色资源内部使用的是锂离子电池,符合国际环保公约要求,可以反复使用。

使用取之不尽,用之不竭的清洁能源——太阳能,节能环保,无二次污染。

6.一物多用――经济、实用电池组件与灯体之间由于采用插卡式连接,电池组件可方便地从灯体上拔插下来,电池盒上有USB接口,可以直接为小功率带有USB的设备供电或者充电,做到一物多用。

7.停电――应急灯功能在充裕的太阳下光照一天,台灯可以连续使用3.5个小时以上,可以让用户在黑夜中充当应急灯使用。

第2章 太阳能台灯设计方案2.1 设计的总体框架图 2-1 总体设计框架图 2.2 设计的总体思路1.使用一块8-12V 的晶硅太阳能电池板,为充电控制电路的输入端提供稳定的电压值,输入端的电压值设为8V ,经过DCDC 变换电路处理后,为锂电池提供3.7V 的输出电压使其为锂电池充电。

2.除使用DCDC 变换电路向锂电池供电外,还可使用220V 交流电对锂电池充电,目的是防止在阴天或者光照不充足时,对太阳能台灯进行充电,以满足太阳能台灯在夜晚的使用需求。

3.储存在锂电池中的电能随时可以为LED 供电,LED 采用1.8V ,20mA 的高亮度直插式LED 并联,并通过一个电位器或者触控电路随意更改LED 灯的亮度,以满足不同的亮度需求。

4.锂电池是储存电量的关键,锂电池选用一块3.7V 柱形锂电池或者是聚合物锂电池。

5.该台灯能够持续提供至少3个小时的照明时间。

第3章太阳能电池简介3.1 太阳能电池分类太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等。

1.晶硅太阳能电池晶硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种,如图3-1所示。

(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为19%左右,最高可达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高技术也最为成熟,但制作成本很高,以至于它还不能被广泛和普遍地使用。

由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。

单晶硅太阳能电池的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。

这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。

(2)多晶硅太阳能电池板多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约17%左右。

从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。

但是多晶硅太阳能电池的使用寿命要比单晶硅太阳能电池短。

(3)非晶硅薄膜太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,它的主要优点是在弱光条件也能发电,有极大的潜力。

但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,而且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减,直接影响了它的实际应用。

如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

图 3-1 晶硅太阳能电池2.多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等,如图3-2所示。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。

砷化镓(GaAs)化合物电池的转换效率可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池。

但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。

CIS 铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,不存在光致衰退问题,转换效率和多晶硅一样。

具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。

唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

图 3-2 多元化合物薄膜太阳能电池3.聚合物多层修饰电极型太阳能电池在太阳能电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。

其原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势,在导电材料(电极)表面进行多层复合,制成类似无机P-N结的单向导电装置。

其中一个电极的内层由还原电位较低的聚合物修饰,外层聚合物的还原电位较高,电子转移方向只能由内层向外层转移;另一个电极的修饰正好相反,并且第一个电极上两种聚合物的还原电位均高于后者的两种聚合物的还原电位。

当两个修饰电极放入含有光敏化剂的电解波中时.光敏化剂吸光后产生的电子转移到还原电位较低的电极上,还原电位较低电极上积累的电子不能向外层聚合物转移,只能通过外电路通过还原电位较高的电极回到电解液,因此外电路中有光电流产生。

由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本底等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。

但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。

3.2 太阳能电池的工作原理及结构3.2.1 P型和N型半导体如果杂质是周期表中第Ⅲ族中的一种元素──受主杂质,例如硼或铟,它们的价电子带都只有三个电子,并且它们传导带的最小能级低于第Ⅳ族元素的传导电子能级。

因此电子能够更容易地由锗或硅的价电子带跃迁到硼或铟的传导带。

在这个过程中,由于失去了电子而产生了一个正离子,因为这对于其它电子而言是个“空位”,所以通常把它叫做“空穴”,而这种材料被称为“P”型半导体。

在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的,因而在这种情况下电子是“少数载流子”,如图3-3所示。

如果掺入的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质,例如砷或锑,这些元素的价电子带都有五个电子,然而,杂质元素价电子的最大能级大于锗(或硅)的最大能级,因此电子很容易从这个能级进入第Ⅳ族元素的传导带。

这些材料就变成了半导体。

因为传导性是由于有多余的负离子引起的,所以称为“N”型。

也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离子,但主要还是由于有大量的电子引起的,因而(在N型材料中)电子被称为“多数载流子”,如图3-4所示。

图 3-3 P型半导体晶体结构图 3-4 N型半导体晶体结构3.2.2 太阳电池基本工作原理太阳能是一种辐射能,它必须借助于能量转换器才能变换成为电能,这个把太阳能变换成电能的能量转换器,就叫做太阳能电池。

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