Як зробити сонячні елементи

Сонячні елементи перетворюють енергію сонця в електрику, подібно до того, як рослини перетворюють її в їжу в процесі фотосинтезу. Сонячні елементи працюють на основі енергії сонця, під впливом якої електрони в напівпровідникових матеріалах переходять від орбіт, близьких до ядер їх атомів, в більш високі орбіти, де вони можуть проводити електрику. Комерційні сонячні батареї використовують кремній як напівпровідник, але ось спосіб зробити сонячну батарею з більш доступних матеріалів, щоб особисто побачити, як це працює.

Метод1З 3:

Покриття скляних пластин

Візьміть 2 однакові за розміром скляні пластини. пластини розміром зі скельце для мікроскопа підходять ідеально.
Очистіть обидві поверхні пластин спиртом. після того як пластини очищені, їх можна брати тільки за краї.
Визначте струмопровідну сторону пластини. зробіть це, торкаючись поверхні контактами мультиметра. Після того як ви встановили, яка зі сторін кожної пластини є провідною, розмістіть їх поруч, одна пластина провідною стороною вгору, а інша - провідною стороною вниз.
Закріпіть пластини клейкою стрічкою. це буде утримувати пластини на місці протягом наступного кроку.
- Помістіть стрічку вздовж довгої сторони кожної пластини, щоб перекривати один міліметр (1/25 дюйма) від краю.
- Помістіть 4 до 5 мм (1/5 дюйма) стрічки на зовнішню частину провідної сторони пластини.
Нанесіть розчин діоксиду титану на пластини. зробіть по 2 краплі на провідні сторони пластин, потім рівномірно розподіліть діоксид титану по поверхні пластини. Дозвольте діоксиду титану повністю покрити пластину, яка спрямована провідною стороною вниз.
- Перед нанесенням розчину діоксиду титану, ви можете спочатку захотіти покрити пластини оксидом олова.
Видаліть стрічку і відокремте пластини. тепер ви будете працювати з ними по-різному.
- Помістіть пластину провідною стороною вгору на електричну плитку на ніч, щоб обпалити діоксид титану.
- Очистіть діоксид титану з пластини з нижньою провідною стороною і приберіть її в місце, де вона не буде збирати бруд.
Підготуйте дрібну посуд, наповнену фарбою. барвник може бути зроблений з малини, ожини, гранатового соку або пелюсток чаю червоного гібіскуса.
Замочіть пластину з нижнім покриттям діоксидом титану в барвнику протягом 10 хвилин.
Поки йде замочування першої пластини, очистіть іншу пластину спиртом.
Продзвоніть очищену пластину, щоб знайти її провідну сторону. позначте цю сторону знаком плюс (+).
Нанесіть тонкий шар вуглецевого покриття на провідну сторону очищеної пластини. Ви можете зробити це, намалювавши олівцем на провідній стороні або шляхом нанесення графітового мастила. Покрийте всю поверхню.
Вийміть пластину з ванночки з барвником. промийте її двічі, спочатку з деіонізованою водою, а потім спиртом. Після промивання промакніте насухо чистою тканиною.

Метод2З 3:

Збірка сонячних батарей

Помістіть пластину з вуглецевим покриттям на пластину з титан-діоксидом так, щоб покриття стикалися. пластини повинні бути злегка зміщені, близько 5 міліметрів (1/5 дюйма). Використовуйте затискачі на довгих краях, щоб утримувати їх на місці.
Нанесіть 2 краплі розчину йоду на покриті сторони пластин. розчин повинен повністю покрити пластини. Ви можете відкрити затискачі і обережно підняти одну з пластин для того, щоб розчин поширився по всій поверхні.
- Розчин йоду дозволить електронам текти від пластини з діоксидом титану до пластини з вуглецевим покриттям, коли елемент піддається впливу джерела світла. Таке рішення називається електроліт.
Протріть надлишки розчину з відкритих частин пластин.

Метод3З 3:

Активація та перевірка сонячних елементів

Прикріпіть затискачі крокодильного типу до відкритих частин пластин по обидві сторони від сонячного елемента.
Підключіть чорний дріт мультиметра до "крокодила", підключеного до пластини з діоксидом титану. ця пластинка є негативним електродом на фотоелементі або катодом.
Підключіть червоний дріт мультиметра до "крокодила", підключеного до пластини з вуглецевим покриттям. ця пластинка є позитивним електродом на фотоелементі або анодом. (У попередньому кроці ви позначили її знаком плюс на непровідній стороні.)
Помістіть сонячну батарею поруч з джерелом світла, зверненої до нього негативним електродом. у шкільному класі можна покласти біля лампи. У домашній обстановці інше джерело світла, такий як прожектор або саме сонце, може бути заміщений.
Виміряйте за допомогою мультиметра силу струму і напругу, що генерується сонячним елементом. проводьте вимірювання до і після впливу світла на елемент.

Поради

Ви також можете зробити сонячний елемент за допомогою 2 маленьких листів полірованої міді і установки 1 з них на гарячій плиті протягом півгодини, поки мідь не почорніє. Дайте йому охолонути і зніміть чорне двовалентне покриття оксиду, але залиште червоний оксид міді, який під ним; він послужить в якості напівпровідника. Вам не потрібно буде покривати мідний лист чим-небудь для отримання струмопровідності, і ви будете використовувати розчин солоної води в якості електроліту.

Попередження

Сонячні елементи зі скляних пластин з покриттям або мідні напівпровідникові листи не можуть виробляти велику кількість енергії самі по собі. Кремній використовується в напівпровідниках, оскільки він є більш ефективним, ніж будь-який з матеріалів, що використовуються в цій статті. Однак, індивідуальні кремнієві сонячні елементи збираються в сонячних батареях.