太阳能动力机械系统开发制作.docx
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1、太陽能動力機械系統開發製作許育銘 周怡松 鄧智豪 林勇志 屈書正 胡海平摘要 本實驗主要是探討如何使用光能轉換成電能進而使機械模組運轉,進一步了解光能的強度與太陽能板所產生電能之效率與光線種類使得機械模組運行的關係,本實驗分兩個部份,第一部份是將太陽能板放置在強度不同的光源(本實驗是調整一般日光檯燈與太陽能板之距離來改變光源強度)底下,觀測太陽能板所產生的電壓值,再將光源強度的數值與太陽能板所產生的電壓繪圖觀察,測太陽能板的光電轉換的效率呈曲型,第二部份是進一步將太能板裝置在機械模組上且不能影響機械模組之運轉,並要使所有太陽能板都找到充足之光源,再將整個模組放置在不同的光源底下觀察他的運轉狀況
2、是否正常,實驗發現動力模組在一般日光燈下無法正常的運行,需再充足的太陽光底下才能正常運行。一. 緒論1.1 太陽能原理太陽能電池的元件是由半導體構成的,其發電的原理是當太陽光照射在太陽能板上,讓半導體吸收0.22.4m波長的太陽光,產生電子和電洞對,此時電子和電洞對會因為p-n接面的電場分離成光電壓,再經由N極電極導線傳輸到負載如圖1。圖11.2 太陽能電池的種類 太陽能電池通常是以矽作為材料,其中又可以分作三種:單結晶矽、多結晶矽以及非結晶矽。1.2.1 單結晶矽太陽能電池 單晶矽是由多晶矽的在提煉出高純度結晶矽後,在經由加壓而製成的,單晶矽就如同是現在的半導體的長晶程序如圖2,使結晶的方向
3、一致,因此他的光電轉換效率較高,其效率可達1124%,現在已廣泛應用於太空和陸地上。圖21.2.2 多結晶矽太陽能電池多晶矽太陽能電池是本身含有雜質,雜質多半聚集在結晶的邊界,使自由電子和電洞移動不易如圖3,因此而造成光電轉換效率降低。由於單晶矽太陽能電池具有較高的效率,但因價格昂貴,使得在市場上的發展受到阻礙,相反的多晶矽太陽能電池,雖然光電轉換效率沒有單晶矽的太陽能電池高,可是由於它的成本較低和製作程序較為簡單,而讓市場所考量圖31.2.3 非結晶矽太陽能電池 非晶矽太陽能電池的材料是用矽甲烷(SiH4),製作方式是利用氣體激發解離成薄膜如圖4,矽甲烷最大的優點為吸光和光導的能力較佳,可是
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