Kako narediti sončno ploščo za znanstveni projekt

Vsebina

• Teorija za bakreno celico
• Priprava bakrene plošče
• Sončna celica v steklenici
• Žične celice skupaj za povečanje moči

Sončna plošča je niz sončnih celic, in čeprav lahko sami sestavite ploščo s celicami, ki jih kupujete na spletu, je njihov način hladnejši in bolj poučen za gradnjo lastnih celic iz najdenih materialov. Z malo več kot lističa bakra, ki utripa, in nekaj slane vode lahko ustvarite merljiv električni tok iz sončne svetlobe. Ta vrsta celic sama po sebi ne proizvaja veliko električne energije, toda če bi jih veliko zgradili in serijsko povezovali, bi lahko razvili dovolj toka, da lahko napolnite baterijo ali prižgete žarnico.

Teorija za bakreno celico

Ko je Heinrich Hertz odkril fotoelektrični učinek, ni imel dostopa do lepiranih silicijevih čipov, vendar je imel kovinske plošče. Ena od plošč je bila lahko baker, ki je oksidiral zaradi izpostavljenosti atmosferi, ker je bil bakrov oksid eden prvih materialov, ki so ga opazili. Na bakreno pločevino je dokaj enostavno odložiti plast bakrovega oksida. Vse, kar morate storiti, je dodati toploto.

Kuprov oksid je polprevodnik in če ploščo potopite v slano vodo in jo izpostavite sončni svetlobi, se elektroni s plošče pretakajo v slano vodo. V vodi postavite čisto bakreno ploščo, ki deluje kot anoda, in elektroni do nje tečejo. Če dve plošči povežete z metrom, se skozi merilnik elektroni pretakajo nazaj na prvotno ploščo in števec registrira električni tok.

Priprava bakrene plošče

Za ta projekt boste potrebovali približno pol kvadratnega metra bakra, ki ga najdete v večini trgovin s strojno opremo. Razrežite ga na dva enaka dela s pomočjo kositrnih rezin. Koščke bakra sperite z milom in vodo, da odstranite maščobo, in nato položite en list na gorilnik električnega štedilnika. Kos mora biti dovolj velik, da pokrije gorilnik.

Vklopite toploto na najvišjo nastavitev in pazite. Barve na bakrenem kosu se intenzivirajo, nato pa začnejo temniti s premazom kurikovega oksida. Počakajte, da se baker obarva in nato pustite kuhati še 30 minut. Izklopite toploto in pustite, da se baker ohladi na gorilniku.

Ko se plošča ohladi, se baker in kurikov oksid z različnimi hitrostmi skrčita in črna prevleka začne odtekati. Ko se plošča popolnoma ohladi, jo odstranite in rahlo sčistite ves kosmaten material. Pod njim je rdeča plast bakrov oksid. Tega ne drgnite - to je polprevodni sloj, ki ga potrebujete.

Sončna celica v steklenici

Prozorna plastična enlitrska steklenica naredi primerno posodo za vašo sončno celico. Steklenico odrežite okoli sredine in odstranite vrh, tako da imate odprto posodo. Bakren krožnik, ki ste ga segreli, upognite v polkrog in ga namestite znotraj steklenice, tako da bo naslonjen na stran. Stran, ki je bila obrnjena navzgor na gorilnik, naj bo obrnjena proti zunanji strani steklenice. Bakren krožnik, ki ga niste segreli, upognite v podobno obliko in ga nastavite na nasprotni strani steklenice. Plošče se ne smejo dotikati.

Dve žlici namizne soli zmešajte v kozarec, ki vsebuje približno 2 skodelici tople vode in mešajte, dokler se sol ne raztopi. Nalijte slano vodo v plastično steklenico in jo napolnite približno 3/4. Vrhovi kovinskih plošč morajo biti nad vodo, da lahko pritrdite sponke za aligator. Vaša celica je zdaj pripravljena za proizvodnjo električne energije.

Vzemite celico zunaj in jo postavite na mizo, tako da je oksidirana plošča obrnjena proti soncu. Merilnik na plošče povežite z zaponkami in določite merilnik za mikroampere toka. Ko je celica na soncu, mora števec registrirati med 33 in 50 mikroamps. Preklopite merilnik za merjenje voltov in opazili boste napetost približno 0,25 voltov. Za izračun največje moči (P) celica odda, pomnožite največji tok (I) z napetostjo (V), da dobite 0,00005 amperov x 0,55 voltov = 0,0000125 vatov ali 12,5 mikrovalov. Formula, ki izraža to razmerje, je P = V x I.

Žične celice skupaj za povečanje moči

Sončna plošča je preprosto niz sončnih celic, ki so serijsko ožičeni. Čeprav so celice na komercialnih ploščah ploščate, je mogoče ustvariti vrsto plošče, ki je sestavljena iz celic v steklenici. Začnite z dvema stekleničnima celicama. Anodo na enem od njih, to je čista bakrena plošča, povežite s katodo druge, ki je plošča z nanosom bakrovega oksida, s pomočjo žice z aligatorskimi sponkami. Merilnik priključite na dve plošči, ki nista povezani. Ker podvojite napetost tako, da zaporedoma povežete dve celici, ste podvojili moč matrike s formulo P = 2V x I. V njih lahko v serijo povežete toliko želenih celic. Vsaka nova celica poveča napetost za 0,25 volta.