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1、1 光电器件设计与制备课程设计太阳能发热学生姓名： 学 院： 专业班级： 应 专业课程： 指导教师： 杨会智 2014 年 12 月 20 日 目录2 引言 3 摘要 3 关键词 3 一 发热材料：碳纤维 4（一）碳纤维发热丝、片的特点 4（二）测量成品碳纤维发热片性能 4 二 制作发热片 5（一）制作发热片 5（二）测试制作的发热片 5 三 制作发热丝 5（一）制作发热丝 53（二）测试制作的发热片 6（三）测试结论 6 四 电源：多晶硅太阳能电池 6（一）制作太阳能电池板 6（二）测试制作好的太阳能电池板 7 五 用太阳能板给发热片供电 8（一）用太阳能板给图2.1中的发热片通电，并测量电
2、压电流 8（二）实验结论 10 太阳能发热 引言：太阳能与其他能源相比具有普遍性、无污染、可再生、储量巨大等 特点。因此考虑用太阳能作为碳纤维发热的能源。又考虑到晚上没有太阳能，4 所以晚上可以用充电宝给发热片供电。白天在不用发热片的时候，可以用太阳 能电池给充电宝充电。 摘要:先拆解发热片成品，通过测试了解发热片的物理性能。然后试着自己 制造发热片、发热丝。然后根据需要制造太阳能电池板。最后测试他们是否符 合设计要求，并根据实验结果改进。 关键词：太阳能 电池 发热 测试5 一、发热材料:碳纤维 （一）碳纤维发热丝、片的特点 1电热转换率达95%以上,比镍铬、钨钼等材料作为发热体节能30%。
3、 2发热产生红外线辐射，相当于一部频谱理疗仪。 3被人体、衣物等直接吸收性特强，在热传递过程中热量损失小。 4升温迅速、发热温度低、热滞后小、发热均匀。 5低压下就可以有效发热，可用太阳能电池作为电源。 图1.1 市售的碳纤维发热片 （二）测量成品碳纤维发热片性能6 用标称输出电压为5V、1A的充电器给制作好的发热片供电，发热效果良好。 1拆解发热片成品 图1.2 拆解后的成品发热片 2通过测量得到：发热片两铜带宽度为50mm，碳片宽度为20mm。共5片 并联，总电阻为5。 3用上述充电器给拆解后的发热片通电，测量其两端的电压为4.56V，电 流为0.69A。由公式P=UI得发热片功率为3.1
4、464W。 二、制作发热片 （一）制作发热片 1裁剪出6片规格为60mm25mm的碳纤维片。用铜带将这6片碳纤维片 并联，并粘贴在塑料薄膜上。7 图2.1 本小组自己制作的发热片，电阻为5 （二）测试制作的发热片 1采用标称输出电压为5V、1A的充电器给制作好的发热片供电，发现发 热效果良好，制作的发热片质量良好。 2测量制作的发热片两端的电压为4.68V，电流为0.67A。功率为 3.1356W。 三、制作发热丝 （一）制作发热丝 1将11条长50mm的发热丝并联，测得总电阻为5.4。记为发热丝。 图3.1 发热丝 2将11条长100mm的发热丝并联，测得总电阻为12。记为发热丝。8 图3.
5、2 发热丝 3将3条长230mm的发热丝扭成绳状然后并联，测得电阻6。记为发热 丝图3.3 扭成绳状的发热丝 （二）测试制作的发热丝 用标称输出电压为5V的充电器分别给制作好的发热丝通电2分钟。发现： 发热丝铜片微热，碳丝不发热。测量得到其两端的电压为2.30V，电流为 0.76A，功率为1.748W；发热丝铜片发热严重，发热丝不发热.测量得到其两 端的电压为4.32V，电流为0.76A，功率为3.2832W；发热丝发热效果良好。 测得这时发热丝两段的电压为3.9V，电流0.77A，功率为3.003W。 （三）测试结论 发热丝、制作失败，发热丝制作成功。发热丝制作失败的原因是发 热丝材料接触性
6、不好，导致导电性较差。所以将发热丝拧成绳状加强发热丝之9 间的相互接触，使发热丝导电性增强。 四、电源：多晶硅太阳能电池 （一）制作太阳能电池板 1测量规格为156mm36mm的多晶硅电池片的开路电压电压、短路电流分 别为0.58V、1.2A。根据设计思路要求，因为要给充电宝充电，所以制造的太 阳能电池电压要大于5V。故采用12块电池片串联并进行焊接，焊接好以后再 焊接上一个二极管，防止在用太阳能电池板给充电宝充电时发生倒充。焊接好 以后先测试太阳能电池组的电学性能是否正常，测试正常后把焊接好的太阳能 电池粘贴在裁剪好的铝塑板上。从太阳能电池的正负极引出两条电线，并进行 封装。 图4.1 本小
7、组制造的太阳能电池 （二）测试制作好的太阳能电池板 1测量焊接好的太阳能电池。得到其开路电压为7.13V，短路电流为 1.27A。所以制作的太阳能电池性能正常。10 图4.2 测量电池开路电压 图4.3 测量电池短路电流 2用太阳能电池板给充电宝充电，发现充电宝充电指示灯亮起。说明太阳 能电池板可以给充电宝充电。 五、用太阳能电池板给发热片供电 （一）用太阳能电池板给图2.1中的发热片通电，并测量电压电流。11 图5.1 测量电压 图5.2 测量电流12 由测量结果知道，太阳能电池板给发热片通电时，发热片的工作电压为 5.04V、电流为0.9A。发热片的功率为4.536W。 （二）实验结论 在太阳能电池板作为电源时，制作好的发热片的功率为4.536W，大于用标 称输出电压为5V、1A的充电器给给发热片通电时的功率3.1356W。所以用太阳 能电池片给制作的发热丝做电源的设想是可行的，实验成功。
