太阳能台灯的设计毕业设计
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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。
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。
《太阳能小台灯》作业设计方案一、设计背景:随着环境保护意识的增强和人们对节能减排的重视,太阳能产品在生活中得到了越来越广泛的应用。
作为一种新型的绿色能源,太阳能不仅可以为我们省电节能,还能减少对环境的污染。
因此,设计一款太阳能小台灯,既能够满足人们对照明的需求,又能够体现环保理念,是非常有意义和必要的。
二、设计目标:1. 利用太阳能光能发电,完成对小台灯的供电需求;2. 设计简约、时尚、轻便的外观,方便携带和使用;3. 具有一定的照明亮度和使用时间,保证实用性和便利性;4. 融入环保概念,提高人们对太阳能产品的认知和接受度。
三、设计方案:1. 外观设计:采用简约、时尚的设计风格,主体材料选择轻便的塑料材质,颜色多样性可选择。
整体外形为长方体或圆柱体,底座宽大稳固,灯具部分为LED灯源,设计成可折叠和旋转式,方便调节照明角度。
2. 光伏板设计:在台灯的顶部设计光伏板,通过吸收阳光转化为电能,供给LED灯源进行发光。
光伏板具有高效率的光电转换功能,表面涂层采用高透光材料,保证吸收太阳能充分。
3. 电池设计:在太阳能小台灯内部设计锂电池或其他储能电池,用于存储太阳能转化的电能,以备不日之需。
电池容量可根据照明需求进行选择,设计合理的充电保护控制电路,确保安全可靠。
4. 灯具设计:LED灯源具有高亮度、高亮色指数和长寿命等优点,采用LED光源作为台灯的照明源。
设计照明模式可调节,满足不同光照需求,同时具有节能、环保等特点。
5. 充电方式:太阳能小台灯可通过光伏板吸收太阳能进行充电,也可通过USB线和电源适配器进行充电,以备不时之需。
设计智能充电管理系统,可根据电池容量和充电时间进行控制,保证充电安全。
6. 功能设计:除了一般的照明功能外,太阳能小台灯还可以设计成带有充电、闪灯、定时等功能,提高其实用性和多样性。
设计简便操作按键和指示灯,方便用户使用和了解充电状态。
7. 环保意识:在设计中体现环保理念,采用可回收材料和节能元件,减少对环境的污染。
《太阳能小台灯》作业设计方案一、设计背景随着环境珍爱认识的增强和可更生能源的重要性日益凸显,太阳能作为一种清洁、绿色的能源逐渐受到人们的关注。
本次作业设计旨在通过制作太阳能小台灯的方式,引导学生了解太阳能的利用原理和应用,培养学生的动手能力和环保认识。
二、设计目标1. 了解太阳能的基本原理和应用;2. 学会制作太阳能小台灯,培养学生的动手能力;3. 提高学生对环保的认识,引导他们勤俭能源,珍爱环境。
三、设计内容1. 太阳能原理介绍:通过简单易懂的方式向学生介绍太阳能的基本原理,包括太阳能的获取、转化和利用过程。
2. 太阳能小台灯制作:提供制作太阳能小台灯的材料和步骤,引导学生动手实践,亲自制作一盏太阳能小台灯。
3. 环保认识培养:通过讨论和小组活动等形式,引导学生思考如何勤俭能源、珍爱环境,培养环保认识。
四、设计步骤1. 太阳能原理介绍起首,老师向学生简要介绍太阳能的观点和原理,让学生了解太阳能是一种清洁、绿色的能源,并且可以通过光电效应将太阳能转化为电能。
2. 太阳能小台灯制作(1)准备材料:太阳能电池板、LED灯、导线、电池盒等。
(2)制作步骤:a. 将太阳能电池板毗连到LED灯和电池盒上;b. 将LED灯固定在支架上,确保太阳能电池板能够正常接收阳光;c. 将电池盒装入太阳能小台灯的底座中,毗连好导线;d. 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。
3. 环保认识培养通过讨论太阳能的优点和应用,引导学生思考如何在平时生活中勤俭能源,珍爱环境。
可以组织小组活动,让学生分享勤俭能源的好方法,并鼓励他们在实践中践行环保理念。
五、评判方式1. 制作太阳能小台灯的完成度;2. 对太阳能原理的理解水平;3. 环保认识的表现和实践情况。
六、延伸活动1. 可以组织学生观察太阳能小台灯在不同光照条件下的亮度变化,让他们深入了解太阳能的利用特点;2. 可以邀请专业人士或者热爱环保的社区组织来学校进行讲座,进一步拓展学生的环保视野。
台灯毕业设计台灯毕业设计毕业设计是每个大学生不可或缺的一部分,它不仅是对所学知识的综合应用,更是对学生创造力和实践能力的考验。
在我的毕业设计中,我选择了设计一款独特的台灯,旨在为用户提供舒适的光照环境,同时融入创意和美感。
首先,我决定将台灯设计成一个可调节光线亮度和色温的智能台灯。
在现代社会,人们越来越关注健康和舒适的生活方式。
研究表明,不恰当的光照环境可能对人体健康产生负面影响,如眼睛疲劳、睡眠质量下降等。
因此,我希望设计一款台灯,能够根据用户的需求和环境变化来调节光线亮度和色温,以提供最佳的光照效果。
为了实现这一目标,我采用了LED灯源和智能控制系统。
LED灯源具有能效高、寿命长等优点,能够提供稳定且均匀的光照。
智能控制系统则通过传感器和微处理器来感知环境变化,并根据用户的需求来调节光线亮度和色温。
用户可以通过手机APP或触摸面板来控制台灯,实现个性化的光照设置。
除了功能性的设计,我还注重台灯的外观和美感。
我选择了简约而时尚的设计风格,以适应现代家居的装饰风格。
台灯的灯罩采用了优质的亚克力材料,具有良好的透光性和抗划伤性能。
灯罩的形状则采用了流线型设计,既能够提供均匀的光照,又能够增加整体的美感。
此外,我还加入了一些创意元素来增加台灯的趣味性。
例如,我在台灯的底座上设计了一个小巧的植物盆栽,用户可以在上面种植一些小型植物,增加室内空气质量和生活情趣。
同时,我还在台灯的底座上设计了一个USB充电口,方便用户充电手机或其他电子设备。
为了验证台灯的设计效果,我进行了一系列的实验和用户调研。
实验结果表明,台灯能够根据环境变化和用户需求来调节光线亮度和色温,提供舒适的光照效果。
用户调研结果也显示,用户对台灯的外观和功能都非常满意,并对台灯的创意元素给予了高度评价。
综上所述,我的毕业设计是一款独特的台灯,既具有功能性,又注重美感和创意。
通过智能控制系统和创意元素的融入,台灯能够为用户提供舒适的光照环境,同时增加室内装饰和生活情趣。
太阳能LED露台灯的设计院(系) *** 专业*** 班级 *** 学生姓名 *** 指导老师 ***2010年12月21日课程设计任务书1.设计题目:太阳能LED露台灯的设计2.应完成的项目:3.(1)查阅资料,设计环保类型的作品,确定方案。
4.(2)通过搜索资料,完成LED灯和太阳能系统的基本设计。
5.(3)将两者进行可行性组合,进行调试,分析机构的合理性和安全性。
6.(4)撰写设计说明书,总结、心得体会等。
7.参考资料以及说明:(1)王建华,吴季平,徐伟.太阳能应用研究进展[J].水电能源科学,2007(4)(2)吴理博,赵争鸣,用于太阳能照明系统的智能控制器[J].清华大学学报(3)郭廷玮,刘鉴民等.太阳能的利用[M].北京:北京科技文献出版社,1987 (4)华坤,李彦.太阳能LED路灯控制器的设计[J].微计算机信息,2009(2)目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1 引言 (4)第二章太阳能电池板与蓄电池的选取 (5)2.1 太阳能电池板选取 (5)2.2 蓄电池的选取 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1 太阳能控制器硬件设计 (6)3.2 LED的选择设计 (7)3.3 LED组合及驱动方式 (7)第四章系统软件设计 (9)4.1 工作原理介绍 (9)4.2 太阳能控制器 (9)4.3 单片机软件编程 (9)总结 (11)参考文献 (12)附件 (13)摘要由于全球性能源危机,世界普遍重视可再生能源的利用与研究。
太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染等优点,正得到迅速的推广应用。
随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻找新能源和再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。
太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,太阳能作为一种大量可再生能源,每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油,可以说是取之不尽,用之不竭。
广西大学毕业设计(论文)任务书课题名称太阳能LED路灯照明系统设计学院物理科学与工程技术专业电子科学与技术班级 06级1班学号**********姓名郭卫指导教师陆翔二O一 O 年六月二日摘 要近年来,随着太阳能发电产业的迅速发展,光伏应用的领域正在逐渐扩大,各种光伏新产品不断涌现。
这种光伏技术被公认为是21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。
已开始在美国、法国、日本等发达国家很多地区得到广泛应用。
研究方法是设计步骤中的核心问题。
对方法的研究过程中,最终采用了PIC16F716的PWM限流控制器,该控制器为结合铅酸蓄电池充放电特性和太阳电池伏安特性,专为负载LED灯具设计的一款充放电控制器,其利用PWM技术对LED进行稳压限流供电,从而达到延长LED使用寿命的目的。
此外,充电电路太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转换成电能,选择一种合适的蓄电池的充电管理模式,并要求对电压的实时监测,及时配合控制器的指令控制最终能够有效的完成白天利用太阳能电池板对蓄电池充电,晚上蓄电池释放能量点亮LED 灯,并且在阴雨天气的状况下,能够持续供电3~4天。
并且充电电路分别对保护电压、浮充点电压,恢复电压时进行不同的充电方式,再用于照明的系统。
经过调试试验等最终证实了,在照明路灯中,作为技术和艺术相结合的太阳能照明系统-太阳能LED路灯,因具备环保、节能、发光效率高等诸多优点,是的太阳能LED灯照明技术正在成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。
关键词:太阳能LED路灯放电路 PWM控制光伏效应目 录第一章 绪 论 (1)1.1 前言 (1)1.2 技术指标和系统功能 (1)1.2.1 系统技术指标: (1)1.2.2 系统功能 (2)第二章 系统方案论证及选择 (3)2.1 方案比较与论证 (3)2.1.1太阳能电池板的选择 (3)2.1.2 蓄电池的选择对比 (3)2.1.3 照明灯具的选择 (4)2.1.4 控制器芯片的选择 (5)2.2 方案的配置与计算 (6)2.2.1方案的配置 (6)第三章 系统设计的理论分析 (7)3.1太阳能照明系统电路总体分析 (7)3.2太阳能光伏发电的理论 (7)3.3控制器设计的理论基础 (8)3.4 蓄电池的充放电原理 (8)3.5 LED的驱动原理 (9)第四章 系统的硬件设计 (10)4.1系统电路框图 (10)4. 2 控制模块的硬件设计 (11)4.2.1充电电路的设计 (11)4.2.2放电电路的硬件设计 (12)4.2.3 LED指示电路 (12)4.2.4控制器电源稳压电路的硬件设计 (13)4.2.5外围电路的硬件设计 (14)4.3 LED的连接方式 (14)4.4 硬件设计的原理流程图 (14)4.5硬件系统总图 (15)第五章 软件设计 (17)5.1系统软件框图 (17)5.2系统主要程序编辑 (17)5.2.1PWM模式的选择 (17)5.2.2检测程序的流程 (17)第六章 实验结果与分析 (20)6.1实验的性能分析 (20)6.2实验结果 (21)第七章 产品经济可行性分析 (22)7.1成本对比估算 (22)7.2设计的前景展望 (23)结束语 (25)参考书目 (26)致 谢 (28)第一章 绪 论1.1 前言太阳能LED照明是未来照明的方向,其最大特点为:环保、节能、发光效率高,因此使它将逐步取代传统光源。
台灯毕业设计论文台灯毕业设计论文摘要:本篇论文旨在探讨台灯的设计与创新。
通过对台灯的历史、功能、材质和照明效果的研究,结合人们对于照明需求的不断变化,提出了一种创新的台灯设计方案。
通过采用新材料、智能控制技术和照明效果的优化,使得台灯在提供照明的同时,还能满足人们对于美观、环保和健康照明的需求。
第一章:引言台灯作为一种常见的照明设备,已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而,在日新月异的科技发展和人们对于照明需求的不断变化下,传统的台灯设计已经无法满足人们的需求。
因此,本篇论文旨在探讨如何通过创新设计来提升台灯的功能和照明效果。
第二章:台灯的历史与功能台灯的历史可以追溯到人类使用火把和蜡烛的时代。
随着电力的普及,台灯逐渐成为人们照明的主要工具。
传统的台灯通常由灯座、灯罩和灯泡组成,具备基本的照明功能。
然而,随着人们对于生活品质的要求提高,台灯的功能也需要不断创新,例如加入充电功能、无线充电等。
第三章:台灯的材质与设计传统的台灯通常采用金属、塑料或木材等材质制作,但这些材质在设计上存在一定的局限性。
为了提升台灯的美观度和环保性,新材料的应用成为一个重要的研究方向。
例如,利用可降解材料、纳米材料和复合材料等,可以实现台灯的轻量化、耐用性和可持续发展。
第四章:台灯的照明效果与健康台灯的照明效果对于人们的生活和健康有着重要的影响。
传统的台灯通常采用白炽灯泡或荧光灯作为光源,但这些光源存在着光线闪烁、色温不均匀等问题,容易引发眼睛疲劳和视觉问题。
因此,如何通过优化照明效果来提升台灯的健康性成为一个重要的研究方向。
例如,采用LED光源、调光技术和色温调节等,可以实现台灯的健康照明效果。
第五章:创新台灯设计方案基于对于台灯历史、功能、材质和照明效果的研究,本章提出了一种创新的台灯设计方案。
该方案采用可降解材料制作台灯外壳,具备轻量化和环保性。
同时,采用LED光源和智能控制技术,实现照明效果的优化和智能化控制。
太阳能LED路灯毕业论文(设计)太阳能LED路灯毕业论文摘要近年来能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点,各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境问题。
对我国来说,由于人均能源资源短缺(尤其是油、气、水),环境容量(亦是资源)有限,西部生态脆弱,这个问题尤为严重,它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代生生息息留有生存空间。
从某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。
在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
近年来,我国GDP每年以10%的速度发展,能源消耗急骤增加,环境、生态日益恶化。
这种对自然无序的、掠夺性索取的发展模式已难以为继,实际上已造成当前十分严重的、不可逆转的后果,大自然的惩罚已经不断地凸现出来,并还要继续加重。
在这样的严峻形势下,节能成为了社会生活的主题。
本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器,利用光敏电阻实现光电控制。
傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源,深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯,早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。
关键词控制器蓄电池充放电控制太阳能电池;LED;铅酸蓄电池;时控、光控电路;目录第一章引言 (3)太阳能路灯工作原理介绍...................................................................4第二章方案论证 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 方案选择 (5)第三章系统总体框图 (6)第四章系统硬件 (6)4.1 太阳能电池板 (6)4.2 太阳能电池的基本特性 (7)4.3 蓄电池 (8)4.4太阳能控制器介绍 (8)4.5 照明负载 (10)4.6 蓄电池和太阳能板选用 (11)4.7过充过放电路 (12)第五章太阳能路灯系统设计 (13)5.1设计要求 (13)5.2设计原理 (13)致谢 (14)结束语 (14)参考文献 (15)第一章引言面对人类的可持续发展,从现有常规能源向清洁、可再生的新能源过渡已提到议事上来了。
《太阳能小台灯》作业设计方案第一课时一、项目背景随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显,太阳能作为清洁能源受到越来越多人的关注。
在这个背景下,本设计方案旨在引导学生了解太阳能的应用和原理,同时通过手工制作小台灯的方式培养他们的动手能力和创造力。
二、项目目标1.了解太阳能的基本原理和应用;2.培养学生对环境保护的意识;3.提高学生的动手能力和创造力;4.激发学生学习科学技术的兴趣。
三、项目内容1.太阳能原理介绍:通过教师讲解和视频展示,介绍太阳能的产生原理和应用领域;2.太阳能小台灯制作:学生将利用太阳能电池板和LED灯珠等材料,制作一个小型太阳能台灯;3.小组展示和分享:学生将分成小组,展示他们制作的太阳能小台灯,并分享制作过程中的体会和收获。
四、项目流程1.准备阶段:(1)教师准备太阳能原理介绍的课件和相关视频资料;(2)准备太阳能小台灯制作所需的材料和工具:太阳能电池板、LED灯珠、导线、支架等;(3)组织学生分组,每组4-5人。
2.实施阶段:(1)开展太阳能原理介绍课程,让学生了解太阳能的基本原理;(2)指导学生根据提供的材料和工具,制作太阳能小台灯;(3)学生分组展示并分享制作过程和体会。
3.总结阶段:(1)教师引导学生总结活动,回顾太阳能的应用和制作太阳能小台灯的过程;(2)鼓励学生展示他们的太阳能小台灯,并邀请家长参加学生作品展示。
五、项目评估1.作品评估:评价学生制作的太阳能小台灯的外观、功能和创意性;2.过程评估:评价学生在制作过程中的合作能力、动手能力和创造力;3.心得体会:学生和教师共同总结活动的收获和感悟,对活动进行反思。
六、项目展望通过本项目的开展,希望能够引起学生对太阳能和环境保护的关注,同时培养他们的动手能力和创造力。
未来可以进一步推进太阳能科普教育,开展更多趣味性的太阳能科技活动,激发学生对科技创新的兴趣,为培养未来的科技人才做出贡献。
第二课时一、设计目的:本设计旨在让学生了解和运用太阳能的原理,培养他们的动手能力和创造力。
太阳能台灯设计范文太阳能台灯是利用太阳能发电的台灯,它是一种环保节能的照明产品。
它可以通过太阳能板将阳光转化为电能,然后将电能存储在电池中,以供夜间使用。
它不仅可以帮助节约能源和降低能源消耗,还可以减少对传统能源的依赖。
在日常生活中,太阳能台灯可以用于家庭、办公室、学校等各种场所,为用户提供充足的照明。
首先,太阳能转化效率是太阳能台灯的核心。
太阳能转化效率越高,可以转化为电能的阳光越多,从而提供足够的照明时间。
为了提高太阳能转化效率,可以选择高效的太阳能板,并确保太阳能板可以在光线较弱的情况下仍能正常工作。
此外,为了适应不同地区的光照条件,可以设计可调节角度的太阳能板,以便于用户根据实际情况进行调整。
其次,电池容量和使用寿命也是太阳能台灯设计的重要考虑因素。
太阳能台灯需要将白天转化的电能存储在电池中,以供夜间使用。
因此,电池容量需要足够大,以确保夜间可以使用足够长的时间。
同时,电池的使用寿命也需要考虑,应选择高质量的电池,并合理安排电池的使用周期,以延长电池的使用寿命。
第三,照明效果是使用太阳能台灯的关键要素之一、太阳能台灯应该能够提供足够亮度的光照,以满足用户的照明需求。
可以选择高亮度的LED灯作为光源,并合理布局LED灯的数量和位置,以确保光照能够均匀分布,并且不产生眩光。
最后,外观设计是太阳能台灯的重要组成部分。
太阳能台灯应该具有美观、简洁的外观,以适应不同环境的装饰风格。
可以选择环保材料,并根据人体工程学原理设计出符合人体使用习惯的灯体结构,使用户使用更加便捷舒适。
综上所述,设计太阳能台灯需要考虑太阳能转化效率、电池容量和使用寿命、照明效果、外观设计等方面。
通过优化这些要素,可以设计出性能卓越、耐用、美观的太阳能台灯,以满足人们对照明的需求,并为保护环境节约能源做出贡献。
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目录摘要 (I)1 绪论 (1)2 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)3 太阳能电池简介 (3)3.1 太阳能电池分类 (3)3.1.1 晶硅太阳能电池 (3)3.1.2 多元化合物薄膜太阳能电池 (3)3.1.3 聚合物多层修饰电极型太阳能电池 (4)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)3.3.1 太阳能电池片的技术参数 (7)3.3.2 太阳能电池组件规格参数表 (7)4 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)5 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)6 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功能框图 (12)6.1.3 CHK0501C功能框图 (13)6.1.4 CHK0501C管脚说明 (13)6.2 电路原理图 (14)6.2.1 锂电池充电过程 (15)6.2.2 电池欠压点设置 (15)6.2.3 充电电流设置 (16)6.2.4 浮充电压设置 (17)6.2.5 过温保护功能 (17)6.2.6 LED端口的驱动状态 (18)7 电路调试及结论 (19)7.1 太阳能台灯完整结构 (19)7.2 实物测试过程 (19)7.3 测试结果与存在不足 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 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。
目录1绪论 (4)1.1我国太阳能的资源状况 (4)1.2 国家政策 (5)1.3 太阳能路灯与普通路灯的比较 (7)1.4 太阳能路灯的发展前景 (8)2设计思想 (9)2.1 设计思路及原则 (9)2.2 设计要求 (9)3太阳能路灯照明系统介绍 (10)3.1 太阳能路灯照明系统基本组成 (10)3.2 太阳能路灯照明系统工作原理介绍 (10)4 各部件的组成及工作原理 (12)4.1 太阳能电池的组成及工作原理 (12)4.1.1 太阳能电池的分类 (12)4.1.2 硅太阳能电池工作原理与结构 (12)4.1.3 太阳能电池组件 (15)4.1.4 太阳能电池组件结构 (18)4.2 蓄电池的结构及原理 (20)4.2.1 铅酸蓄电池的结构及工作原理 (21)4.3 控制器的基本工作原理 (21)4.3.1 蓄电池充电 (22)4.3.2 蓄电池给LED供电 (23)4.4 LED光源 (24)5 30W太阳能路灯系统设计 (25)5.1 太阳能路灯系统设计所在地位置 (27)5.4 太阳能电池组件的选择 (28)5.4.1 太阳电池组件的基本要求 (28)5.4.2 单晶硅太阳能电池组件的结构及技术参数 (29)5.5 蓄电池的选型 (32)5.5.1 阀控式密封免维护铅酸蓄电池 (32)5.5.2 蓄电池结构 (33)5.5.3 电池性能 (33)5.6 系统硬件设计 (35)5.6.1 电源电路 (35)5.6.2 太阳能电池板组件 (35)5.6.3 照明负载 (37)5.6.4蓄电池和太阳能板的选用 (38)5.6.5显示电路 (40)5.6.6 过充、过放控制电路 (41)5.6.7 DS1302的结构及工作原理 (42)5.6.8 存储器AT24C02简介 (44)5.7光源的设计及选择 (48)5.7.1 使用LED作为照明的理由 (48)5.7.2 所选用的LED路灯特点 (48)5.7.3 产品参数 (49)5.8 太阳能电池最佳倾角的设计 (50)5.9 LED路灯工程设计 (51)5.9.1 LED路灯道路照明设计 (51)5.9.2 单臂灯的工程安装步骤 (52)5.9.3 太阳能路灯的安装和施工 (53)6 系统软件设计 (55)结论 (58)致谢 (59)参考文献 (60)附录1 总体电路图 (61)1绪论1.1我国太阳能的资源状况全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出,节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。
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。