水钟
这种控制旋转装置的方法是由一位有进取心的加拿大学生发明的，它只负责转动一个轴，即水平轴。
操作原理也很简单，如下：
- 当太阳光线垂直照射到光电池时，太阳能电池就安装在原来的位置。
- 之后，将装有水的容器连接到一侧，并将与装有水的容器重量相同的物体连接到另一侧。容器底部应该有一个小孔。
- 通过它，水会逐渐流出水箱，因此重量会减轻，面板会慢慢向配重倾斜。有必要通过实验确定容器孔的尺寸。
这种方法是最简单的。此外，它还节省了购买发动机所需的材料资源，就像发条一样。此外，您可以自己安装水钟形式的旋转机构，甚至无需任何专业知识。
太阳能电池板的好处
太阳能是一个不断发展的前景广阔的领域。它们有几个主要优点。使用方便、寿命长、安全且经济实惠。
使用这种电池的积极方面：
- 可再生 - 这种能源几乎没有任何限制，而且它是免费的。至少在接下来的 65 亿年里。有必要选择设备，安装设备并将其用于预期目的（在私人住宅或小屋中）。
- 丰度 - 地球表面平均接收约 120,000 太瓦的能量，是当前能源消耗的 20 倍。用于别墅或私人住宅的太阳能电池板具有巨大的使用潜力。
- 恒定性——太阳能是恒定的，因此人类在使用过程中不会受到过度支出的威胁。
- 可用性——只要有自然光，任何区域都可以产生太阳能。然而，它最常用于家庭取暖。
- 生态清洁——太阳能是一个很有前途的产业，未来将取代使用不可再生资源的发电厂：天然气、泥炭、煤炭和石油。对人和宠物的健康安全。
- 在电池板的生产和太阳能发电厂的安装过程中，不会向大气中排放大量有害或有毒物质。
- 安静——发电几乎是无声的，因此这种类型的发电厂比风电场更好。他们的工作伴随着不断的嗡嗡声，因此设备很快就会出现故障，员工必须经常休息休息。
- 经济——使用太阳能电池板时，业主的电费水电费显着减少。面板使用寿命长 - 制造商对面板提供 20 至 25 年的保证。同时，整个发电厂的维护减少为定期（每 5-6 个月）清洁面板表面的污垢和灰尘。
太阳能电池的工作原理
由于 p 层和 n 层边界处的电荷泄漏，在 n 层中形成未补偿的正电荷区，在 p 层中形成负电荷区，即从学校的物理p-n-结课程大家都知道。跃迁时发生的电位差，接触电位差（势垒）阻止电子从 p 层通过，但次要载流子自由通过相反方向，这使得当阳光照射时获得光电动势成为可能太阳能电池。
当暴露在阳光下时，被吸收的光子开始产生非平衡的电子-空穴对。在跃迁附近产生的电子从 p 层传递到 n 区。
同样，多余的空穴和层 n 进入 p 层（图 a）。事实证明，正电荷积聚在 p 层，负电荷积聚在 n 层，从而在外部电路中产生电压（图 b）。电流源有两个极点：正极 - p 层和负极 - n 层。
这是太阳能电池工作的基本原理。因此，电子似乎在一个圆圈中运行，即离开 p 层返回 n 层，通过负载（累加器）。
单结元件中的光电流出仅由能量高于某个带隙宽度的电子提供。那些能量较少的人不会参与这个过程。这种限制可以通过由多个 SC 组成的多层结构来消除，其中 带隙 不同的。它们被称为级联、多结或串联。由于这种太阳能电池在更宽的太阳光谱下工作，它们的光电转换率更高。在它们中，光电池随着带隙的减小而定位。太阳光线首先落在区域最宽的光电池上，同时吸收能量最高的光子。
然后，通过上层的光子落在下一个元素上，以此类推。在级联元素领域，主要研究方向是使用砷化镓作为一种或几种成分。这种元件的转换效率为 35%。这些元件连接到电池中，因为技术能力不允许制造大尺寸的单独元件（因此，功率）。
太阳能电池可以长时间工作。它们已经证明自己是一种稳定可靠的能源，已经在太空中进行了测试，它们的主要危险是流星尘埃和辐射，这会导致硅元素的腐蚀。但是，由于在地球上，这些因素对它们没有如此负面的影响，因此可以假设这些元素的使用寿命会更长。
太阳能电池板已经为人类服务，成为各种设备的电源，从手机到电动汽车。
而这已经是人类抑制无边太阳能的第二次尝试，迫使它为自己谋福利。第一次尝试是制造太阳能集热器，其中通过使用集中的太阳光线将水加热到沸点来发电。
太阳能电池的优点是它们直接发电，比太阳能多级收集器损失的能量少得多，其中获得它的过程与太阳光线的集中、加热水、产生蒸汽以旋转蒸汽轮机有关，并且只有在那之后由发电机发电。太阳能电池板的主要参数——首先是功率
那么重要的是他们有多少能量
此参数取决于电池的容量及其数量。第三个参数是峰值功耗，即设备同时可能连接的数量。另一个重要参数是额定电压，它决定了附加设备的选择：逆变器、太阳能电池板、控制器、电池。
的优点和缺点
太阳能电池板与其他设备一样，有其自身的优点和缺点。这些系统无疑具有以下优势：
- 自主操作的可能性使您可以在距离固定电网相当远的地方组织物体、电子设备和照明的电源。
- 运行期间显着节省成本。变成电力的阳光不需要任何成本，也不需要额外的成本。您只需为需要定期更换的逆变器和电池付费。即使在这种情况下，太阳能电池板也将在 10 年左右获得回报，平均保修期为 25-30 年。如果您遵守所有操作规则，电池可以使用更长的时间。
- 与传统电厂消耗燃料、污染环境相比，太阳能电池板运行方案环保无噪音。
但是，这些设备也有严重的缺点，在初步计算时应提前考虑：
- 不仅面板的高成本，而且附加组件 - 逆变器，控制器，电池。
- 回报时间太长。货币长期退出流通。
- 带有光伏电池的太阳能系统需要大量空间。很多时候，出于这些目的，不仅需要使用整个屋顶，还需要使用建筑物的墙壁，这严重违反了设计设计决策。大容量电池需要额外的空间，在某些情况下可能会占据整个房间。
- 根据一天中的不同时间，发电过程发生不均匀。可充电电池弥补了这一缺点，可充电电池在白天积累电能，并在晚上将电能提供给消费者。
晶体管作为轻元素的基础
晶体管适合我们的目的，因为它们内部有一个相当大的硅半导体元件，将用于发电。最好选择 KT 或 P 等晶体管。
我们开始工作。首先，我们从所需数量的无线电组件上切下金属盖。如果您将晶体管夹在虎钳中并用钢锯仔细切割，这会更容易做到。在里面你会看到一个盘子。这是我们未来设备的主要部分。它将作为我们的光电管。
该部件将具有三个触点：基极、发射极和集电极。在组装过程中，由于电位差最大，选择集电极结。
最好在任何介电材料的平坦表面上自行组装。
制作太阳能电池板时要使用的晶体管应在工作前进行检查。为此，我们采用了一个简单的万用表。需要将设备切换到电流测量模式，在晶体管的基极和集电极或发射极之间打开。我们移除了指示器 - 通常设备会显示小电流 - 几分之一毫安，很少超过 1 mA。接下来，我们将设备切换到电压测量模式（限制 1-3 V），我们得到输出电压的值（大约为十分之几伏）。最好将输出电压值接近的晶体管分组。
安装
太阳能电池板安装在特殊结构上，其连接决定了光电池承受任何恶劣天气条件（如强风、雨或雪）的能力，也有助于形成正确的倾斜角度。
此设计有以下版本可供出售：
- 倾斜 - 这种系统最适合安装在斜屋顶上；
- 水平 - 此设计附在平屋顶上；
- 独立式 - 这种类型的电池可以安装在各种类型和尺寸的屋顶上。
安装电池的实际过程按照以下方案进行：
用于固定面板框架，需要50x50 mm的金属正方形，另外需要25x25 mm的正方形，用于间隔梁
这些部件的存在使得支撑结构能够达到所需的强度和可靠的稳定性，同时也给出了所需的倾斜度；
您需要组装框架，为此您需要尺寸为 6 和 8 m 的螺栓；
该结构用 12 毫米螺柱固定在屋顶下方；
在准备好的方格上打小孔，将面板固定在其中，并使用螺丝，以增强粘合力；
在安装工作期间，应特别注意框架 - 框架不应有任何变形。否则，系统可能会出现过电压，从而导致玻璃破裂。
根据类似的方案在凉廊或阳台上安装太阳能热源和光源。唯一的例外是框架安装在斜面上。它安装在建筑物的主承重墙和建筑物的末端之间，始终位于向阳面。所有类型的太阳能电池板的自组装和安装不需要建筑工作经验，但是仍然需要一些安装技能。如果您愿意，您可以自己安全地进行安装，但是，在此之前，最好阅读有关安装苍白功能的特殊文献并学习互联网上提供的大师班，当然，还可以囤积必要的工具。
亲手工作的优势是显而易见的——这可以节省大量专家服务的费用，以及您将来可能需要的丰富经验。同时，如果个人能力不够，不仅会耽误时间，还会造成面板断裂或效率低下。
特点
今天，基于光伏多晶的电池是最广泛使用的。这些模型的特点是成本和释放能量的最佳组合，它们的特点是丰富的蓝色和主要元素的晶体结构。它们非常易于安装，因为即使是没有太多工作经验的大师也可以在他的私人住宅和夏季小屋中安装它们。单晶光伏板是第二受欢迎的。
使用非晶硅制成的太阳能电池的特点是效率相当低。但是，它们的价格略低于类似物的成本，因此该模型在乡间别墅的所有者中很受欢迎。目前，此类产品占市场的 85%。它们不能夸耀高功率和碲化镉改性；它们的生产基于高科技薄膜技术：数百微米的物质被涂在耐用表面上的薄层中。值得注意的是，在产品效率非常低的情况下，其功率却相当高。
太阳能电池的另一个选择是基于 CIGS 半导体的品种。与之前的版本一样，它们是使用胶片技术制作的，但是效率要高得多。另外，值得一提的是太阳能热和光源的运行机制。最主要的是要清楚地认识到，所产生的能量总量不能以任何方式取决于设备本身的效率程度，因为通常所有类型的此类设备都提供大致相同的功率。主要区别在于效率最高的面板需要更少的安装空间。
太阳能电池板具有以下优点：
- 安装的环保性；
- 长时间使用，在此期间面板的操作特性始终保持高水平；
- 技术很少发生故障，因此它们不需要服务和维护以及昂贵的维修；
- 使用基于太阳能的电池可以降低房屋中的电费和燃气费；
- 太阳能电池板非常易于使用。
然而，它也并非没有缺点，其中最重要的有以下几点：
- 高舞台面板；
- 需要安装各种附加设备以有效同步从电池接收的能量和从传统来源获得的能量；
- 面板不能与需要大功率的电器接触使用。
9. 量子点太阳能电池的特点
在不久的将来，最后一种有前途的电池是建立在物理量子点的特性之上的——特定材料中半导体的微观内含物。在几何上，这些“点”的大小只有几纳米，分布在材料中，以覆盖整个太阳光谱（IR、可见光和 UV）的辐射吸收。
这种面板的一个巨大优势是即使在夜间也能工作，产生大约 40% 的最大白天功率。
物理和技术特性、认证和标签
无论太阳能电池板是由什么制成的，它们都具有以下许多重要特征：
- 机械的 – 几何参数、总重量、框架类型、保护玻璃、电池数量、连接器类型和宽度；
- 电或伏安 - 功率、开路电压、最大负载下的电流强度、整个面板的效率，尤其是单个电池的效率；
- 温度 - 效率随温度升高一定数量级（通常为 - 1 度）而变化；
- 质量 – 使用寿命、电池退化率、彭博评级列表中的存在；
- 功能性的 - 需要和易于维护，易于安装/拆卸。
工业太阳能电池板，无论它们是由什么材料制成的，都必须经过认证。最低要求是质量证书 ISO、CE、TUV（国际）和/或关税同盟（在其中销售时）。
国际标签规则也是强制性的。例如， 简称 CHN-350M-72 包含以下信息：
- 中国 - 制造商的标识符（在本例中为中国大陆）；
- 350 – 以瓦特为单位的面板功率；
- 米 – 单晶硅的名称；
- 72 是模块中光伏电池的数量。
在家自己动手可以制作什么太阳能电池板
这需要以下内容：
预先绘制的方案和计算。
一定数量的预制太阳能电池 - 它们是最便宜的在线购买，例如，在 Aliexpress 网站或其他在线商店
请注意，所有元素都具有相同的电气特性。由木材和胶合板制成的自制框架 - 可以在网上的众多视频中查看其组装规则
用于表面保护涂层的有机玻璃或有机玻璃。
用于处理木质表面的油漆和耐热胶。
用于连接电池的接触条和电线。各种连接方式的图也可以在网上研究。
烙铁和焊料。焊接工作应非常小心地进行，以免损坏未来的产品。
用于将预制电池固定在框架中的硅胶胶和自攻螺钉。
一个小型电池将需要大约 30-50 美元的投资，而相同容量的工厂版本将仅花费 10-20% 的成本。
当然，这样的自制设计不会持续 25 年，不会拥有成熟的太阳能发电厂的功率，也无法吹嘘显着的效率。但是，它的成本将尽可能低。
太阳能电池装置
为了使太阳能电池能够将太阳光转化为电流，需要以下要素：
- 起半导体作用的光伏层。它由两层不同导电率的材料表示。在这里，电子能够从 p (+) 区域移动到 n (-) 区域。这称为 p-n 结；
- 一个元素放置在两层半导体之间，这本质上是电子跃迁的障碍；
- 力量之源。有必要连接到阻止电子转移的元素。它改变了带电电子的运动，即产生电流。蓄电池。积累和储存能量；
- 充电控制器。它的主要功能是根据充电水平连接和断开太阳能电池。更复杂的设备能够控制最大功率水平；
- 直流到交流转换器（逆变器）；
- 稳压器。为太阳能电池系统提供浪涌保护。
