【正文】 存在的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，目前國際先進水平為 10%左右，而且不夠穩(wěn)定，隨著時間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減，直接影響了它的實際應用。 （ 2）多晶硅太陽能電池板 多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多 ， 但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約 17%左右。 （ 1）單晶硅太陽能電池 目前單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 19%左右，最高可達到 24，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高技術(shù)也最為成熟， 但制作成本很高，以至于它還不能被廣泛和普遍地使用。 ， 鋰電池選用一塊 柱形鋰電池或者是聚合物鋰電池。 ――應急燈功能 在充裕的太陽下光照一天，臺燈可以連續(xù)使用 個小時以上，可以讓用戶在黑夜中充當應急燈使用。 ――無安全隱患 9V 電壓供電，使用時不存在誤觸燈頭、導線接頭或金屬片等造成人身傷害的問題。 的耗電量，一般是帶不動電表的，如果一整年使用交流電供電，一年產(chǎn)生的電費也在 10 元里面，所以使用太陽能臺燈幾乎是免費。太陽能發(fā)電板或市電作為電源供應。 CHK0501C是一款具備涓流、恒流、恒壓三段式充電方式的鋰電池充電控制芯片，并具有電池短路 、 過溫保護功能；芯片內(nèi)置了高精度和高電源抑制能力的基準電壓源，從而實現(xiàn)了極高精度 的浮充電壓控制，充分保證了充電的安全性。采用 LED作為光源，具有節(jié)能省電的特點。利用太陽能充電，無需頻繁更換電池，適應了清潔、環(huán)保的發(fā)展趨勢。輸出控制端 DRC耐壓高達 40V，可以實現(xiàn)多節(jié)電池充電控制，簡化了外圍應用電路；芯片具有完善的鋰電池充電保護功能，極大地提高了電池的充電壽命和電池的充電安全性。用戶在白天出門時將電池盒取出并放置在陽臺上。 ――直流照明無頻閃無輻射 直接使用交流電的光源必然存在頻閃 ， 發(fā)熱量大的光源必然存在熱輻射。 ――綠色資源 內(nèi)部使用的是鋰離子電池，符合國際環(huán)保公約要求，可以反復使用。 太陽能臺燈 2 2 太陽能臺燈設(shè)計方案 設(shè)計的總體框架 圖 21 總體設(shè)計框架圖 設(shè)計的總體思路 812V 的晶硅太陽能電池板，為充電控制電路的輸入端提供穩(wěn)定的電壓值，輸入端的電壓值設(shè)為 8V，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處理后， 為鋰電池提供 的輸出電壓使其為鋰電池充電。 少 3 個小時的照明時間。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達 15 年，最高可達 25 年。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到 大量發(fā)展。如果能進一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，非晶硅大陽能電池無疑 是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。但是 GaAs 材料的價格不菲 ,因而在很大程度上限制了用 GaAs 電池的普及。 圖 32 多元化合物薄膜太陽能電池 聚合物多層修飾電極型太陽能電池 在 太陽能電池中以聚合物代替無機材料是剛剛開始的一個太陽能電池制造的研究方向。 由于有機材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優(yōu)勢從，而對大規(guī)模利用太陽能，提供廉價電能具有重要意義。在這個過程中，由于失去了電子而產(chǎn)生了一個正離子，因為這對于其它電子而言是個“空位”，所以通常把它叫做“空穴”，而這種材料被稱為“ P”型半導體。N”型。所謂光生伏打效應，就是當物體受到光照時，其體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應，如圖 35 所示。光生電子 空穴對在空間電荷區(qū)中產(chǎn)生后，立即被內(nèi)建電場分離，光生電子被推進 N 區(qū)，光生空穴被推進 P 區(qū)，在空間電荷區(qū)邊界處總的載流子濃度近似為0。 在有光照射時，上、下電極之間就有一定電勢差，用導線連接負載，就能產(chǎn)生直流電。 晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu) 典型的晶體硅太陽電池的結(jié)構(gòu)如圖 36 所示 ， 其基體材料是薄片 P 型單晶硅厚度在 以下。 上、下電極分別與 N+區(qū)和 P 區(qū)形成歐姆接 觸， 盡量做到接觸電阻為零。 因此功率也較大。 LED 是一種固態(tài)的半導體器件 ， 它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 當電流 通過導線作用于這個晶片的時候 ， 電子就會被推向 P 區(qū) ， 在 P 區(qū)里電子跟空穴復合然后就會以光子的形式發(fā)出能量 ， 這就是LED 發(fā)光的原理。在充電過程中 ， Li+從正極化合物中脫出并嵌入負極的晶格之中 ， 正極處于高電位的貧鋰狀態(tài) ， 負極則處于低電位的富鋰狀態(tài) ， 放電時 ， Li+從負極脫出并插入正極 ， 正極為富鋰態(tài)。 圖 52 紐扣式鋰電池 圖 53 圓柱型鋰電 池 太陽能臺燈 11 圖 54 聚合物鋰電池 圖 55 磷酸鐵鋰電池 常見幾種鋰電池的參數(shù) ， 如表 51 所示。 —— 電池經(jīng)最初的幾次循環(huán)后 ， 循環(huán)效率接近 100%， 在 100%放電深度下的循環(huán)壽命可大于 500 次。 太陽能臺燈 12 6 鋰電池充電控制芯片 CHK0501C CHK0501C 功能介紹 CHK0501C 功能概述 是一款具備涓流、恒流、恒壓三段式充電方式的鋰電池充電控制芯片 ，并具有電池短路、過溫保護功能。 CHK0501C 功能框圖 61 CHK0501C 管腳排列 圖 62 CHK0501 系列管腳排列 太陽能臺燈 13 CHK0501C 功能框圖 圖 62 CHK0501C 內(nèi)部框圖 CHK0501C 管腳說明 ： 雙色 LED 燈驅(qū)動輸出引腳。 ： 電池溫度檢測輸入引腳。外接分壓電阻 ， 用于檢測鋰電池電壓。 ： 電池電流檢測輸入引腳。 電路原理圖 圖 63 CHK0501C 兩節(jié)鋰電池充電電流典型應 用電路 太陽能臺燈 15 鋰電池充電過程 充電基本原則 : 1. 充電溫度不能過高或過低。當充電電流小于預設(shè)的充電飽和電流 Ifull 時 ， 芯片的 LED 腳輸出高電平 ， 指示充飽。 充電電流設(shè)置 如圖 66 所示 ， 在電池負極和 CS 引腳之間連接有采樣電阻 Rs， 將采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓 ， 芯片內(nèi)部設(shè)置的涓流 /恒流的采樣電壓值分別為 15mV 和 150mV。 過溫保護功能 CHK0501C 過溫保護功能是通過 VT 引腳來實現(xiàn) ， 如圖 68 所示： 圖 68 過溫保護電路 VT 外接鋰電池的 NTC 感溫電阻和上拉分壓電阻 R11， 當鋰電池溫度升高 ， NTC 阻值變小 ， VT 電壓值降低 ， 當 VT 小于 VOT 時 ， 芯片啟動過溫保護功能 ， 轉(zhuǎn)換到涓流充電狀態(tài) ， 降低電池溫度 ， 雙色 LED 燈的紅燈閃爍 ， 當 VT 端電壓回升到 VRT