Солнечные батареи из подручных материалов

Иногда в жизни возникают ситуации, когда у нас нету возможности пользоваться источниками питания к которым мы все привыкли. Вдали от города (в походе, рыбалке или в лесу) мы пользуемся батарейками, аккумуляторами, но они очень быстро садятся. Также всем знакома ситуация когда, к примеру, вам нужно срочно позвонить или зайти в Интернет, а ваш любимый смартфон выдает сообщение «батарея разряжена», вы пытаетесь всеми возможными способами вернуть его к работе, но у вас нечего не получается – телефон по прежнему отказывается работать. В этих случаях можно использовать альтернативный источник питания – солнечные батареи, именно о них пойдет речь в этой статье.

Немного о принципе работы этого устройства

Фотоэффект выражен в выбивании электронов фотонами с поверхности тел или исключительно их кристаллической решетки внутри тела, вызывающие появления электрического тока в цепи. Любой вентильный фотоэлемент в конструкции является не очень сложным. Делается нижний электрод, который представляет из себя пластину изготовленную из метала толщиной до 2 миллиметров. Форма этой пластины не имеет значения и может определяться лишь тем для чего она изготавливается. Электрод который находится снизу должен быть очень крепким, на него нужно нанести слой полупроводника, после этого нужно подвергнуть обработке для того что бы в полупроводнике образовался p-n-переход. После этого на внешнюю поверхность нужно нанести верхний металлический электрод, который представляет из себя полупрозрачный, очень тонкий слой метала.

Фотоэффект

В некоторых случаях бывает что полупроводник обрабатывают при отсутствии 2 электродов. В процессе изготовления некоторых фотоэлементов p-n-переход образовывается во время нанесения электродов. Эту систему помещают в оправу. В эту оправу монтируются 2 клеммы, которые в свою очередь соединяются с нижним и верхним электродом. Иногда фотоэлемент покрывают прозрачным лаком для предотвращения влияния воздуха. В случае изготовления фотоэлемента из кремния или германия верхним электрод могут выполнить в форме кольца.

Во время попадания на верхний электрод светового потока, то небольшая часть отражается, еще часть поглощается в толще металлического слоя, и последняя часть проходит через металлический слой и поглощается в прилегающей части полупроводника. Это приводит в движению дырок в одному электроду, а электрону в свою очередь двигаются к другому, в следствии этого возникает электрический ток. К.П.Д. нынешних фотоэлементов около 20%, если правильно подойти к выбору материалов для изготовления, и при хорошей освещенности.

Изготовление фотоэлемента из подручных средств

Для изготовления вышеуказанных фотоэлементов, поэтому будем применять все, что у нас есть под рукой. Похожие p-n-переходы (о которых рассказывалось выше) есть во многих радиодеталях это: тиристоры, транзисторы, диоды и прочее. Одно важное различие этих радиодеталей является величина Э.Д.С., а также мощность которая отдается при попадании светового потока на p-n-переход, в связи с этих нужно очень ответственно подходить к выбору используемых материалов, для того чтобы добиться наивысшего К.П.Д., и естественно требуемой мощности будущего источника питания. Для нашего прибора идеально подошли диоды серии Д215-242 (10А).

Читайте также:  Плазменная лампа своими руками

Для начала нужно сделать пробный фотоэлемент для общего наглядного представления, потом используя полученные данные, можно собрать наиболее подходящий для ваших условий источник питания. Итак диоды Д215 имеют корпус, который состоит из двух частей, который можно легко разъединить. В нашем случае нужно все делать очень аккуратно, прежде чем разделять корпус нужно отсоединить внутренний контактный провод, откусив контакт анода и освободив конец провода для обеспечения свободного прохода.

Для изготовления нашего фотоэлемента потребуется прозрачным только с одной стороны корпус, наиболее подходящим корпусом для нашего фотоэлемента станет коробка от старых аудиокассет (думаю у каждого дома найдется пару штук), но тут можно придумать что-то свое (так сказать оригинальное). Все лишнее с этой коробки нужно обрезать и обточить. Для собрания элементов подойдет любая изолированная пластина (текстолит, гетинакс и другое). Наилучшей схемой соединения является смешанная. В нашем случае схема сделана из последовательно соединенных участков, которые состоят из параллельно установленных диодов.

Параллельная установка диодов дает существенное увеличение мощности, а последовательное – увеличивает напряжение. К примеру, если включить параллельно диодам еще по диоду на каждом участке, то мощность всего фотоэлемента возрастет. Если добавить последовательно еще один участок, то возрастет напряжение всего фотоэлемента. Если собрать несколько таких фотоэлементов, то можно соединить их в батарею, так же использую смешанную схему, это все зависит от ваших требований к мощности и напряжению. Стабилизировать полученное напряжение можно по такой схеме.

Домашние устройства для экономии ресурсов:

Как экономить газ в квартире Как экономить топливо Как экономить электричество Как экономить воду
Читайте несколько простых советов, снижающих расход газа в плите. О специальном магнитном активаторе бензина в автомобиле. Этот прибор может понизить расход электрической энергии в квартире. Реально работающая насадка на водопроводный кран для экономии воды