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 елементи використовують кремній як напівпровідника, але ось спосіб зробити сонячну батарею з більш доступних матеріалів, щоб на власні очі побачити, як це працює.

кроки

Метод 1 з 3:

Покриття скляних пластин

1. Візьміть 2 однакові за розміром скляні пластини. Пластини розміром з скельце для мікроскопа підходять ідеально.

2. Очистіть обидві поверхні пластин спиртом. Після того як пластини очищені, їх можна брати тільки за краї.

3. 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 проводить стороною вгору, а інша - провідної стороною вниз.

4. Закріпіть пластини клейкою стрічкою. Це буде утримувати пластини на місці протягом наступного кроку.

Помістіть стрічку уздовж 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 проводить боку пластини.

5. Нанесіть розчин діоксиду титану на пластини. Зробіть по 2 краплі на провідні боку пластин, потім рівномірно розподілите діоксид титану по поверхні пластини. Дозвольте діоксиду титану повністю покрити пластину, яка спрямована проводить стороною вниз.

Перед нанесенням розчину діоксиду титану, ви можете спочатку захотіти покрити пластини оксидом олова.

6. Видаліть стрічку і відокремте пластини. Тепер ви будете працювати з ними по-різному.

Помістіть пластину проводить стороною вгору на електричну плитку на ніч, щоб обпалити діоксид титану.

Очистіть діоксид титану з пластини з нижньої проводить стороною і заберіть її в місце, де вона не буде збирати бруд.

7. Підготуйте дрібний посуд, наповнену фарбою. Барвник може бути зроблений з малини, ожини, гранатового соку або пелюсток чаю червоного гибискуса.

8. Замочіть пластину з нижнім покриттям діоксидом титану в барвнику протягом 10 хвилин.

9. Поки йде замочування першої пластини, очистіть іншу пластину спиртом.

10. Продзвоните очищену пластину, щоб знайти її провідну сторону. Відзначте цю сторону знаком плюс (+).

11. Нанесіть тонкий шар вуглецевого покриття на провідну сторону очищеної пластини. Ви можете зробити це, порисувавши олівцем на провідній стороні або шляхом нанесення графітової мастила. Покрийте всю поверхню.

12. Вийміть пластину з ванночки з барвником. Промийте її двічі, спочатку з деионизированной водою, а потім спиртом. Після промивання промакніте насухо чистою тканиною.

Метод 2 з 3:

Збірка сонячних батарей

1. Помістіть пластину з вуглецевих 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 країв, щоб утримувати їх на місці.

2. Нанесіть 2 краплі розчину йоду на покриті боку 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.

3. Протріть надлишки розчину з відкритих частин пластин.

Метод 3 з 3:

Активація та перевірка сонячних елементів

1. Прикріпіть затискачі крокодільного типу до відкритих частин пластин по обидві сторони від сонячного елемента.

2. Підключіть чорний дріт мультиметра до "крокодилу", підключеному до пластини з діоксидом титану. Ця платівка є негативним електродом на фотоелементі або катодом.

3. Підключіть червоний дріт мультиметра до "крокодилу", підключеному до пластини з вуглецевим покриттям. Ця платівка є позитивним електродом на фотоелементі або анодом. (В попередньому кроці ви відзначили її знаком плюс на непроводящей стороні.)

4. 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.

5. 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 з допомогою 2 маленьких листів полірованої міді та установки 1 з них на гарячій плиті протягом півгодини, поки мідь НЕ почорніє. Дайте йому охолонути і зніміть чорне двухвалентное покриття оксиду, але залиште червоний оксид міді, який під ним-він послужить як напівпровідника. Вам не потрібно буде покривати мідний лист чим-небудь для отримання токопроводной, і ви будете використовувати розчин солоної води в якості електроліту.

попередження

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