DIY太阳能电池：如何制作自制面板

内容

在家中用即兴手段和材料DIY太阳能电池
从二极管
从晶体管
从铝罐
哪些光伏电池最适合太阳能电池板，我在哪里可以找到它们
是否可以用别的东西代替光伏板
独立工作
选择光电管时要考虑什么？
太阳能造福人民
为什么人们开始考虑替代能源？
设备
系统设计和选址
太阳能电池的安装和连接到消费者
关于太阳能电池组装
箔纸的使用方法
太阳能电池：它是如何工作的
光电池特性
断路器
逐步构建过程
框架总成
板焊
面板组装
铝罐作为热能的生产者
自制太阳能电池板的可行性
结论

在家中用即兴手段和材料DIY太阳能电池

尽管我们生活在一个现代且快速发展的世界，但购买和安装太阳能电池板仍然是富人的工作。一块仅产生 100 瓦功率的面板的成本从 6 到 8 千卢布不等。这还不包括需要单独购买电容器、电池、充电控制器、网络逆变器、转换器和其他东西的事实。但是，如果您没有很多资金，但想改用环保能源，那么我们可以为您提供一些东西。好消息 - 太阳能电池板可以在家里收集。如果你遵循所有的建议，它的效率不会比商业组装的版本差。在这一部分中，我们将看一步一步的组装

我们还将关注可以组装太阳能电池板的材料。

从二极管

这是预算最多的材料之一。如果您打算用二极管为您的家制作太阳能电池，请记住，在这些组件的帮助下，只能组装小型太阳能电池板，可以为任何小型设备供电。二极管 D223B 最适合。这些是苏联风格的二极管，它们很好，因为它们有一个玻璃外壳，由于它们的尺寸，它们具有高安装密度并且价格合理。

然后我们为将来放置二极管准备表面。它可以是木板或任何其他表面。需要在其整个区域上打孔。孔之间需要观察 2 到 4 毫米的距离。

在我们拿起我们的二极管并将它们与铝尾一起插入这些孔之后。之后，尾部需要相互弯曲并焊接，这样当它们接收到太阳能时，它们会将电力分配到一个“系统”中。

我们的原始玻璃二极管太阳能电池已准备就绪。在输出端，它可以提供几伏特的能量，这对于手工艺品组装来说是一个很好的指标。

从晶体管

这个选项已经比二极管选项更严重，但它仍然是一个苛刻的手动组装的例子。

为了用晶体管制造太阳能电池，您首先需要晶体管本身。幸运的是，它们几乎可以在任何市场或电子商店买到。

购买后，您需要剪掉晶体管的外壳。盖子下面隐藏着对我们来说最重要和必要的元素——半导体晶体。

接下来，我们准备太阳能电池的框架。您可以使用木材和塑料。塑料肯定会更好。我们在其中为晶体管的输出钻孔。

然后我们将它们插入框架并相互焊接，遵守“输入-输出”的规范。

在输出端，这样的电池可以提供足够的电力来完成工作，例如计算器或小型二极管灯泡。同样，这样的太阳能电池板纯粹是为了好玩而组装的，并不代表一个严肃的“电源”元素。

从铝罐

这个选项已经比前两个更严重了。这也是一种非常便宜且高效的获取能源的方式。唯一的问题是，在输出端，它将比二极管和晶体管的变体要多得多，而且它不是电的，而是热的。你所需要的只是大量的铝罐和一个箱子。木质机身效果很好。在这种情况下，前部必须用有机玻璃覆盖。没有它，电池将无法有效工作。

然后，使用工具，在每个罐子的底部打三个孔。在顶部，依次进行星形切割。自由端向外弯曲，这是为了改善受热空气的湍流所必需的。

在这些操作之后，银行被折叠成纵向线（管道）进入我们的电池主体。

然后在管道和墙壁/后墙之间铺设一层绝缘层（矿棉）。然后收集器用透明的多孔聚碳酸酯封闭。

哪些光伏电池最适合太阳能电池板，我在哪里可以找到它们

自制太阳能电池板将永远落后于工厂同类产品，原因有几个。首先，知名厂商精心挑选光电管，剔除参数不稳定或降低的光电管。其次，在太阳能电池的制造中，使用了特殊玻璃，增加了透光率并降低了反射率——几乎不可能在销售中找到这种玻璃。第三，在进行批量生产之前，使用数学模型对工业设计的所有参数进行测试。从而将电池发热对电池效率的影响降到最低，改进了散热系统，找到了最佳的连接母线截面，研究了降低光电池退化率的方法等。如果没有设备齐全的实验室和适当的资格，就不可能解决这些问题。

低成本自制太阳能电池板允许您构建安装，让您彻底放弃能源公司的服务

尽管如此，自己动手做的太阳能电池板表现出良好的性能结果，并且与工业同行相差不远。至于价格，这里我们有2倍以上的收益，也就是同样的成本，国产的产品会多出2倍的电。

考虑到上述所有因素，出现了一张适合我们条件的太阳能电池的图片。薄膜的因卖不出去而消失，无定形的因使用寿命短、效率低而消失。晶体硅细胞仍然存在。我必须说，在第一个自制设备中，最好使用更便宜的“多晶”。只有在运行该技术并“填满你的手”之后，你才应该切换到单晶电池。

便宜的不合格光伏电池适用于技术运行-以及高质量的设备，它们可以在国外交易大厅购买

至于哪里能买到便宜的太阳能电池，可以在淘宝、Ebay、速卖通、亚马逊等外贸平台上找到。用于组装太阳能电池板任何电源的现成套件。

是否可以用别的东西代替光伏板

很少有家庭主人没有带有旧收音机组件的宝盒。但是旧接收器和电视中的二极管和晶体管仍然是具有 p-n 结的相同半导体，当被阳光照射时，它们会产生电流。利用这些特性并连接多个半导体器件，就可以制作出真正的太阳能电池。

对于低功率太阳能电池的制造，可以使用半导体器件的旧元素基础

细心的读者会立即问问题是什么。如果您可以使用脚下的东西，为什么要为工厂制造的单晶或多晶电池付费。一如既往，魔鬼在细节中。事实是，最强大的锗晶体管可以在以微安为单位测量的电流强度下，在明亮的阳光下获得不超过 0.2 V 的电压。为了达到平面硅光电池产生的参数，您将需要数十甚至数百个半导体。由旧无线电组件制成的电池仅适用于为 LED 野营灯或小型手机电池充电。对于大型项目的实施，采购太阳能电池是必不可少的。

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独立工作

如何制作太阳能电池

我想马上说 - 不要真的希望你自己可以建造一个能够完全支付房屋所有费用并为建筑物提供 220 伏电力的设备。这种装置的尺寸会很大，因为一块板会产生电压仅为 0.5 V 的电流。最适合自制产品的标称电压为 18 伏。在计算电池所需的光电池数量时，我们将重点关注该指标。

为了更好地固定，我们将侧面放在胶水上并用自攻螺钉拧紧。为了更容易焊接块，我们使用固定在盒子中心的条将盒子分成两部分。

选择光电管时要考虑什么？

对于这种太阳能电池的制造，有两种类型的太阳能电池——来自多晶硅和单晶硅。但是，当您自己在家组装它们时，您需要知道第一种设计的效率高于第二种设计 - 17.5% 对 15%。

这将使您了解购买太阳能电池需要多少钱以及安装电池需要多少空间。面板的倾斜角度也很重要，它应该位于房屋最阳光的一侧。

重要的是可以改变倾斜角度，以便更有效地使用临时面板。

光电管使用串联和并联焊接到它们的导体连接，这增加了电压和电流强度，并且即使其中一个元件损坏，也可以让您获得能量。

在太阳能电池板中，除了导体之外，还有保护它们免受过热的半导体——二极管。事实上，在黑暗中，该设计会主动吸收由于电池而积累的能量，而电池是传统的铅电池。

太阳能造福人民

碳氢能源载体敢于枯竭，它们的使用并不总是发生在清洁技术过程中。因此，我们观察到人们生活的环境不断受到污染。

使用替代能源将为子孙后代保护环境。使用太阳能有很多优点：

无穷无尽的潜力。发光体能够以他需要的任何数量的清洁能源来满足一个人的需要；
沉默能量。阳光转化为电能的过程是完全无声的。这是将该过程与其他获取电能的方法区分开来的重要因素；
自由光。阳光无处不在，无偿温暖着每一位居民。一旦投资购买太阳能电池板，业主可以保证使用该组件二十年。

为什么人们开始考虑替代能源？

因为他们希望有备用电源。

在您开始在家中用自己的双手建造太阳能电池之前，您需要明确定义正在完成的工作。如果这样做是为了省钱，那么您需要了解，通过即兴手段自行建造的建筑的回报取决于所用材料的成本。另一方面，节省消耗品会导致使用寿命缩短。所以，你需要寻找“中庸之道”。

在最预算的选项中，您将需要：

铝角；
玻璃;
光电池和导体；
二极管和框架材料；
密封胶；
万用表;
烙铁;
锡;
通量；
焊接用轮胎；
密封胶
螺丝;
用于电缆绝缘的油漆和编织物。

设备

在核心太阳能电池装置这就是爱因斯坦在 20 世纪发现的光电效应现象。原来，在某些物质中，在阳光或其他物质的作用下，带电粒子脱离。这一发现导致了 1953 年第一个太阳能模块的诞生。

制造元件的材料是半导体——两种导电率不同的材料的组合板。大多数情况下，使用具有各种添加剂的多晶或单晶硅来制造它们。

在阳光的影响下，一层出现电子过剩，另一层出现电子不足。 “多余的”电子进入缺少的区域，这个过程称为 p-n 跃迁。

太阳能电池由两个导电率不同的半导体层组成

在形成过量和缺乏电子的材料之间，放置了一个阻挡层来防止过渡。这是必要的，因此只有在有能源消耗源时才会出现电流。

撞击表面的光子击退电子并为它们提供必要的能量以克服阻挡层。负电子从 p 导体传递到 n 导体，而正电子走相反的路径。

由于半导体材料的不同导电性，可以产生电子的定向运动。因此，产生电流。

元件相互串联，形成一块面积较大或较小的面板，称为电池。这种电池可以直接连接到消耗源。但是由于太阳活动在白天发生变化，并在晚上完全停止，因此使用电池在没有阳光的情况下积累能量。

在这种情况下，一个必要的组件是控制器。它用于控制电池的充电并在充满电时关闭电池。

太阳能电池板产生的电流是恒定的，使用它必须转换成交流电。这就是逆变器的用途。

由于所有消耗能量的电器都是为一定的电压设计的，因此系统中需要一个稳定器来提供所需的值。

在太阳能模块和消费者之间安装了额外的设备

只有当所有这些组件都存在时，才有可能获得一个为消费者提供能量并且不会威胁禁用它们的功能系统。

系统设计和选址

太阳能系统的设计包括太阳能板所需尺寸的计算。如上所述，电池的尺寸通常受到昂贵的光电池的限制。

太阳能电池必须以一定的角度安装，以确保硅片最大程度地暴露在阳光下。最好的选择是可以改变倾斜角度的电池。

太阳能板的安装地点可以是最多样化的：在地面上，在倾斜或平坦房子的屋顶，杂物间的屋顶。

唯一的条件是电池必须放在场地或房屋向阳的一面，不要被高高的树冠遮蔽。在这种情况下，最佳倾角必须通过公式或使用专门的计算器来计算。

倾斜角度取决于房屋的位置、季节和气候。希望电池能够随着太阳高度的季节性变化而改变倾斜角度，因为。当太阳光线严格垂直于表面时，它们的工作效率最高。

对于独联体国家的欧洲部分，推荐的固定倾斜角度为 50 - 60 º。如果设计提供了用于改变倾斜角度的装置，那么在冬天最好将电池放置在与地平线成 70º 的位置，在夏天放置在 30º 的角度

计算表明，1 平方米的太阳系可以获得 120 瓦的功率。因此，通过计算可以确定，要为一个普通家庭提供每月300千瓦的电力，至少需要20平方米的太阳能系统。

立即安装这样的太阳能系统将是有问题的。但即使安装一个 5 米长的电池也将有助于节省能源，并为我们星球的生态做出微薄的贡献。我们还建议您熟悉计算所需太阳能电池板数量的原理。

在集中供电频繁停机的情况下，太阳能电池可作为备用能源。对于自动切换，需要提供不间断的供电系统。

这样的系统的方便之处在于，当使用传统的电源时，太阳能系统的蓄电池同时被充电。为太阳能电池服务的设备位于房屋内部，因此需要为其提供一个专门的房间。

将电池放置在房屋的倾斜屋顶上时，不要忘记面板的角度，这是电池具有改变季节角度的装置时的理想选择

太阳能电池的安装和连接到消费者

出于多种原因自制太阳能电池板是一个相当脆弱的装置，因此，它需要一个可靠的支撑框架的布置。理想的选择是允许您在两个平面上定向自由电源的设计，但这种系统的复杂性通常是支持简单倾斜系统的有力论据。它是一个可移动的框架，可以与灯具成任何角度设置。下面介绍了从木条上敲下的框架的一种选择。您可以使用金属角、管道、轮胎等进行制造——手头的一切。

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太阳能电池板框架图

要将太阳能电池板连接到电池，您需要一个充电控制器。该设备将监控电池的充电和放电程度，控制电流输出并在电压显着下降时切换到主电源。所需功率和所需功能的设备可以在销售光电管的同一网点购买。对于家庭消费者的供电，这需要将低压电压转换为 220 V。另一个设备，逆变器，成功地应对了这个问题。我必须说，国内行业生产具有良好性能特性的可靠设备，因此可以当场购买转换器 - 在这种情况下，“真正的”保证将是一个奖励。

一个太阳能电池不足以在家中提供完整的电源 - 您还需要电池、充电控制器和逆变器

关于太阳能电池组装

完成框架后，开始组装光电管。对于初学者来说，建议先制作一个小电池，留下一些面板以备损坏以备不时之需。焊接时.这些部分组成 4 行（每行 12 个元素）。

最大总功率应约为 85 瓦：

如果电池使用许多电池，一开始就需要按产生的伏特数对它们进行分类。否则，电压最小的元素将是电阻；
元素以反面放置在框架上，即下表面。接下来准备烙铁、助焊剂、酒精、棉签；
然后进行焊接。焊接过程要小心进行，因为强力可能会损坏元件。一个元件的连接导体的放置方式使其穿过另一个元件背面的焊点；
在下一阶段，他们转而将一个两毫米的轮胎焊接到太阳能电池上——这个过程很简单，但很常规。轮胎的尺寸是根据两个元件的宽度和它们之间的距离（0.5-1 厘米）来确定的。所有其他轮胎均根据第一个轮胎的长度测量。
现在，用酒精蘸湿棉签，对将要焊接轮胎的地方进行脱脂。然后，这些地方是用铅笔画出来的，对于已经镀锡的轮胎是不需要的。然后用烙铁仔细焊接轮胎。无需添加焊料 - 总线上有足够的焊料用于高质量焊接。
最主要的是，没有突出物，当放在玻璃上时，会导致元件损坏。再次用蘸有酒精的棉签擦拭焊点，以去除残留的焊料。因此，所有元件都被焊接；
当所有的轮胎都焊接好后，我们焊接面板的背面：将以后焊接的地方脱脂，涂上助焊剂，焊锡，去除焊锡残留物。对于串行连接，第一个总线（在第一个磁带的第一个元素上）必须从它下面出来，在第二个 - 在上面，在第三个 - 从下面再次出来，等等；
当所有元件都被焊接（组装成胶带）后，它们开始对玻璃进行脱脂，然后将它们放置在玻璃上，不要忘记在行之间留出 0.5 到 1 厘米的距离；
当所有的光电池都焊接好后，轮到将它们粘在框架上，为此，在每个元件的反面涂上一滴硅酮密封剂，以确保可靠的粘合。将元件连接到玻璃后，他们会检查电流以及过热的面板。如果有，最好更换它们；
完成工作后，必须用铜线缠绕它们，将它们连接在一起。您可以用相同的密封剂将其粘合；
在工作结束之前还有一点点 - 密封元件，它们用硅胶覆盖。两罐300毫升就够了。许多人的困难在于其均匀分布，因为硅胶很厚。申请后，必须至少经过8小时；
建议在密封前对太阳能电池板进行测试，以确保焊接质量。如果经济条件允许，可以使用化合物代替廉价的密封剂。首先，沿边缘固定系统，然后在中间固定。填充光电管“带”之间的空间。在密封胶中加入丙烯酸漆，用混合物覆盖背面。
薄膜 751 也适用于粘贴到广告机上）。有必要将薄膜均匀铺设，因为。以后什么都不能改变。如果它不平放，则不应撕下薄膜，因为。光电管坏了。非常小心，逐渐从薄膜上取下一层，从中间到边缘拉直，轻轻按压；
板通过位于导轨上的螺钉固定在框架上。

这样的设计在阳光明媚的天气下将能够产生每小时 70-85 瓦的电力。

填充硅胶

这可以算是完结了在家组装太阳能电池。随着它在房子里的出现，您可以获得环保能源，从而减少对环境产生负面影响并有害健康的传统能源的能源消耗。

视频：如何在家制作太阳能电池板

箔纸的使用方法

箔也可以用来制造电源，但是它提供的能量很少。尺寸为 45 平方厘米的普通箔纸是合适的。必须用肥皂水清洗以去除任何油脂。这是一个分步指南：

使用皮肤，我们可以去除任何类型的腐蚀。
我们将一张箔纸放在功率为 1.1 kW 的电炉上并加热，直到上面出现橙红色的斑点。如果进一步加热，这些斑点会变黑，这表明形成了氧化铜。
我们继续加热 30 分钟，使氧化膜达到所需的厚度。关闭燃烧器，让床单冷却。慢慢冷却，氧化物开始移动。在流水下，我们去除剩余的氧化物，而不会弯曲或损坏板材和一层薄薄的氧化物。
再一次，切出同一块箔片——第一块的大小。
我们拿一个塑料瓶，切掉脖子，把两块都放进去，用夹子固定。它们的位置必须避免连接。对于我们加热的部分，我们绘制一个负极端子，然后绘制第二个 - 一个正极端子。

将盐溶液倒入瓶中，使电极边缘留出大约 2.5 厘米。

箔太阳能电池板图

捐赠的电池已准备就绪。

当然，这样的自制设备还不足以提供一个家，但它可以用来给小电器充电或者作为无线电电源。

太阳能电池：它是如何工作的

在爱因斯坦描述了光电效应之后，这种看似复杂的物理现象的整体简单性向世人揭示了。它基于单个原子处于不稳定状态的物质。当被光子“轰击”时，电子被撞出轨道——这些就是电流源。

近半个世纪以来，光电效应一直没有实际应用，原因很简单——没有获得具有不稳定原子结构的材料的技术。只有随着半导体的发现，进一步研究的前景才出现。这些材料的原子要么有过多的电子（n-电导率），要么电子不足（p-电导率）。当使用具有 n 型层（阴极）和 p 型层（阳极）的两层结构时，光子的“轰击”将电子从 n 层的原子中击出。离开他们的位置，他们冲向p层原子的自由轨道，然后通过连接的负载回到原来的位置。或许，你们每个人都知道，电子在闭合电路中的运动是电流。但是有可能使电子移动不是由于磁场，如在发电机中，而是由于太阳辐射粒子的流动。

太阳能电池板的工作要归功于 19 世纪初发现的光电效应。

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半导体的发电量直接取决于太阳能量，因此光电池不仅安装在室外，而且还试图将其表面定向为垂直于入射光线。为了保护电池免受机械损坏和大气影响，它们安装在刚性底座上，并从上方用玻璃保护。

光电池特性

发生器的工作原理是根据某些材料在光的影响下产生电子的性质。已经开发了几种类型的含硅面板：

单晶是最坚硬、最重、最脆的。由于效率高，至少 14%，现代类似物更强大，回报高达 35%。

多晶比均质更强、更轻、更强。在功率和性能方面，不如单晶：面板效率不高于9%，使用寿命20年。

另一方面，不同取向的晶体在散射光下会产生电子：

在阴影条件下；
中多云；
暮。

非晶 - 柔性、薄膜、轻。效率高达100%，使用寿命至少15年。

根据光照程度，比单晶要贵一个数量级。易于安装，经久耐用。它们缝在包包、背包、背心上，用于给小工具充电。

对于家用太阳能发电机，使用第一个和第二个，第三个会回报太久。最好用 B 型面板组装换能器 - 这些换能器有小缺陷：边缘碎裂、划痕。

它们不会影响成品发电机的质量。标有“B”的面板比一流的面板便宜2-3倍。

断路器

在太阳能发电厂的电路中，就像在任何其他强大电源的电路中一样，有必要安装短路保护装置。首先，自动机或熔断器应保护来自电池到逆变器.

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如果它关闭了逆变器中的某些东西，那么它离火不远。对电池系统的要求之一是在至少一根电线上存在直流断路器或熔断器，并尽可能靠近电池端子。

此外，保护置于电池和控制器电路中。您也不应忽视对个别消费者群体（直流电消费者、家用电器消费者等）的保护。但这已经是构建任何供电系统的规则。

安装在电池和控制器之间的机器必须有一个大当前保证金失火。换句话说，保护不应该意外工作（当负载增加时）。原因：如果控制器输入（来自 SB）施加电压，则此时电池无法与其断开。这可能会导致设备故障。

逐步构建过程

要构建面板，您需要：

铝角。
胶合板、纤维板或刨花板。
密封剂。
透明保护涂层（有机玻璃或含铁量低的玻璃，钢化）。
太阳能板。
用于焊接 SE（理想情况下）或由电线、电线编织而成的总线。
电缆。
螺丝刀。
自攻螺丝、转角等五金件。
金属钢锯。

框架总成

当你决定了面板的尺寸后，从纸板上剪下一个模板，在上面放置硅元素，在它们之间留下 3-5 毫米的间隙。硅是一种非常脆的材料，需要这个间隙以使板在加热和冷却过程中不会破裂。然后将模板切割成尺寸并继续组装铝框。您可以重叠或对接零件，但对于后者，您需要以 45 度切割材料，为此使用斜接盒很方便。在安装太阳能电池板之前，不要忘记粘上保护玻璃。