Пайка солнечных элементов

И так, вы решились собрать солнечную батарею своими руками. Пожалуй, самым сложным и кропотливым в этом деле является пайка плоских проводников (шины) к солнечным элементам. Вроде как, что тут сложного припаять провод? Но здесь не все так просто как кажется.

Дело в том, что солнечные элементы довольно тонкие (толщина порядка 0,2мм) и хрупкие (как стекло). В связи с этим, при пайке нельзя спешить, поскольку одно неудачное движение приведет к тому, что солнечный элемент лопнет (хотя и лопнувший элемент будет работать).

Если речь идет об изготовлении одной солнечной батареи, где необходимо припаять плоские проводники к 36 элементам, то возможно вы с этой задачей справитесь без проблем (за пару дней). Но когда речь пойдет о сотнях элементов, стоит всерьез задуматься о том чтобы приобретать солнечные элементы с уже припаянными проводниками (если конечно таковые найдете в продаже).

Кроме того, кто впервые сталкивается с изготовлением солнечной батареи, считает, что вполне достаточно приобрести только элементы, а остальное можно найти на местном радиорынке или заменить аналогами. Но это вовсе не так, для пайки солнечных элементов нужны плоские проводники, и заменить их обычными проводами нельзя (вернее заменить проводом можно, но придется применять довольно толстые провода, что не совсем эстетично и к тому, же их паять еще сложнее, а излишняя жесткость провода может быть причиной поломки элемента).

Поэтому, чтобы не терять деньги за дополнительную доставку и время на поиски недостающей комплектации для изготовления солнечной батареи, рекомендую сразу приобретать все у одного продавца: солнечные элементы, диоды Шотки, тонкие плоские проводники для пайки солнечных элементов, и более широкие плоские проводники для соединения между собой секций.

Дополнительно нам понадобится паяльник, флюс и припой. Паяльник лучше всего использовать мощностью 60-80Вт (регулировкой длины торчащего жала можно регулировать температуру пайки). Менее мощный паяльник может быстрее остывать, из-за большой площади солнечного элемента (которая будет отбирать тепло от паяльника), соответственно придется придавливать паяльник и дольше держать на элементе, а это может вызвать поломку элемента, но с другой стороны нужно следить, чтобы не перегреть элемент. Олово нужно использовать проволочное, можно с канифолью. Флюс, любой бескислотный не требующий промывки, предназначенный для пайки радиоэлектроники, но желательно использовать тот, который меньше оставляет жирных следов.

Все комплектующие под рукой, производим подготовку к пайке солнечных элементов. Нарезаем плоские проводники, длина которых должна быть чуть короче ширины солнечного элемента. Допустим при использовании солнечных элементов размером 78х156 мм., мы должны использовать проводник длиной 146мм. (при зазоре между элементами в 5мм), из которых 78мм припаиваем к лицевой стороне, 5мм зазор между элементами, оставшиеся 63мм припаиваем к трем контактам с тыльной стороны (плюсовой контакт расположен примерно на расстоянии 15 мм от края).

Нарезать плоский проводник (шину) удобней всего при помощи толстого (гофрированного) картона. Для этого берем два листа картона шириной 63мм и толщиной 5мм, складываем их вместе и обматываем плоским проводником, после чего раздвигаем картон и с одной стороны разрезаем проводники ножницами.

При пайке элементов 6" х 6" в целях экономии плоского проводника, можно паять шину не по всей длине, а всего лишь пару сантиметров, при этом оставшуюся часть контакта можно просто напросто залудить.

Приступаем непосредственно к пайке солнечных элементов. Запомните, от того как качественно вы припаяете проводники к элементу будет зависеть КПД солнечной батареи.

Как правило, лицевая сторона элемента является отрицательным полюсом (минусом), а тыльная сторона положительным (плюсом). На лицевой стороне, по всей длине промазываем контактную площадку флюсом.

После чего прикладываем плоский проводник (шину) и фиксируем его паяльником. Лудить контакт необязательно, поскольку с лицевой стороны контакты посеребрены а на шине имеется тонкий слой олова, но если вдруг окажется что шина плохо припаивается к контакту (или после пайки с легкостью отрывается), тогда придется лудить.

После чего с обратной стороны плавным движением паяльника припаиваем проводник. При пайке старайтесь не перегревать элементы.

После того как припаяли проводники ко всем элементам, приступаем к пайке в общую цепь. В большинстве случаев, все элементы соединяются последовательно в одну цепочку от плюса к минусу (при последовательном соединение напряжение всех солнечных элементов суммируется, а ток остается прежним), по следующей схеме

Определяемся с формой солнечной батареи, будет ли она длинной и узкой или придать ей квадратную форму, разместив элементы в несколько рядов. Размещаем элементы на рабочей поверхности, тыльной стороной вверх.

Чтобы элементы во время пайки не сдвигались, а цепочка из элементов выглядела ровно и аккуратно, можно прибегнуть к некоторым хитростям:

1. Края солнечного элемента прихватить скотчем к столу, а по окончании пайки скотч срезать канцелярским ножом.
2. Зафиксировать на столе две линейки и паять элементы между ними.
3. Между элементами можно вставлять строительные крестики, которые используются для кладки кафельной плитки, для обеспечения требуемого зазора (2-5мм).

А лучше всего, не поленитесь и сделайте макет из фанеры с приклеенными крестиками.

На контакты перед пайкой необходимо нанести флюс и залудить.

Таким образом, паяем несколько рядов из солнечных элементов. Соединение между рядами производим при помощи пайки более широкого плоского проводника.

На этом пайка солнечных элементов окончена, теперь остается монтировать это все творчество в корпус.

Возможно, вы знаете еще нюансы и хитрости по пайке солнечных элементов, которые я не осветил в статье, буду рад, если вы поделитесь в комментариях.

Андрей 14-03-2018 20:54:55

а диоды куда