Загрузить PDF
Загрузить PDF
Солнечные элементы преобразуют энергию солнца в электричество, подобно тому, как растения превращают ее в пищу в процессе фотосинтеза. Солнечные элементы работают на основе энергии Солнца, под воздействием которой электроны в полупроводниковых материалах переходят от орбит, близких к ядрам их атомов, в более высокие орбиты, где они могут проводить электричество. Коммерческие солнечные элементы используют кремний в качестве полупроводника, но вот способ сделать солнечную батарею из более доступных материалов, чтобы лично увидеть, как это работает.
Шаги
-
Возьмите 2 одинаковые по размеру стеклянные пластины. Пластины размером со стеклышко для микроскопа подходят идеально.
-
Очистите обе поверхности пластин спиртом. После того как пластины очищены, их можно брать только за края.
-
Определите токопроводящую сторону пластины. Сделайте это, касаясь поверхности контактами мультиметра. После того как вы установили, какая из сторон каждой пластины является проводящей, разместите их рядом, одна пластина проводящей стороной вверх, а другая - проводящей стороной вниз.
-
Закрепите пластины клейкой лентой. Это будет удерживать пластины на месте в течение следующего шага.
- Поместите ленту вдоль длинной стороны каждой пластины, чтобы перекрывать один миллиметр (1/25 дюйма) от края.
- Поместите 4 до 5 мм (1/5 дюйма) ленты на наружную часть проводящей стороны пластины.
-
Нанесите раствор диоксида титана на пластины. Сделайте по 2 капли на проводящие стороны пластин, затем равномерно распределите диоксид титана по поверхности пластины. Позвольте диоксиду титана полностью покрыть пластину, которая направлена проводящей стороной вниз.
- Перед нанесением раствора диоксида титана, вы можете сначала захотеть покрыть пластины оксидом олова.
-
Удалите ленту и отделите пластины. Теперь вы будете работать с ними по-разному.
- Поместите пластину проводящей стороной вверх на электрическую плитку на ночь, чтобы обжечь диоксид титана.
- Очистите диоксид титана с пластины с нижней проводящей стороной и уберите ее в место, где она не будет собирать грязь.
-
Подготовьте мелкую посуду, наполненную краской. Краситель может быть сделан из малины, ежевики, гранатового сока или лепестков чая красного гибискуса.
-
Замочите пластину с нижним покрытием диоксидом титана в красителе в течение 10 минут.
-
Пока идет замачивание первой пластины, очистите другую пластину спиртом.
-
Прозвоните очищенную пластину, чтобы найти ее проводящую сторону. Отметьте эту сторону знаком плюс (+).
-
Нанесите тонкий слой углеродного покрытия на проводящую сторону очищенной пластины. Вы можете сделать это, порисовав карандашом на проводящей стороне или путем нанесения графитовой смазки. Покройте всю поверхность.
-
Извлеките пластину из ванночки с красителем. Промойте ее дважды, сначала с деионизированной водой, а затем спиртом. После промывки промакните насухо чистой тканью.Реклама
-
Поместите пластину с углеродистым покрытием на пластину с титан-диоксидом так, чтобы покрытия соприкасались. Пластины должны быть слегка смещены, около 5 миллиметров (1/5 дюйма). Используйте зажимы на длинных краев, чтобы удерживать их на месте.
-
Нанесите 2 капли раствора йода на покрытые стороны пластин. Раствор должен полностью покрыть пластины. Вы можете открыть зажимы и осторожно поднять одну из пластин для того, чтобы раствор распространился по всей поверхности.
- Раствор йода позволит электронам течь от пластины с диоксидом титана к пластине с углеродным покрытием, когда элемент подвергается воздействию источника света. Такое решение называется электролит.
-
Протрите излишки раствора с открытых частей пластин.Реклама
-
Прикрепите зажимы крокодильного типа к открытым частям пластин по обе стороны от солнечного элемента.
-
Подключите черный провод мультиметра к "крокодилу", подключенному к пластине с диоксидом титана. Эта пластинка является отрицательным электродом на фотоэлементе или катодом.
-
Подключите красный провод мультиметра к "крокодилу", подключенному к пластине с углеродным покрытием. Эта пластинка является положительным электродом на фотоэлементе или анодом. (В предыдущем шаге вы отметили ее знаком плюс на непроводящей стороне.)
-
Поместите солнечную батарею рядом с источником света, обращенной к нему отрицательным электродом. В школьном классе можно положить возле лампы. В домашней обстановке другой источник света, такой как прожектор или само солнце, может быть замещен.
-
Измерьте с помощью мультиметра силу тока и напряжение, генерируемое солнечным элементом. Проводите измерения до и после воздействия света на элемент.Реклама
Советы
- Вы также можете сделать солнечный элемент с помощью 2 маленьких листов полированной меди и установки 1 из них на горячей плите в течение получаса, пока медь не почернеет. Дайте ему остыть и снимите черное двухвалентное покрытие оксида, но оставьте красный оксид меди, который под ним; он послужит в качестве полупроводника. Вам не нужно будет покрывать медный лист чем-либо для получения токопроводности, и вы будете использовать раствор соленой воды в качестве электролита.
Реклама
Предупреждения
- Солнечные элементы из стеклянных пластин с покрытием или медные полупроводниковые листы не могут производить большое количество энергии сами по себе. Кремний используется в полупроводниках, так как он является более эффективным, чем любой из материалов, используемых в этой статье. Однако, индивидуальные кремниевые солнечные элементы собираются в солнечных батареях.
Реклама
Что вам понадобится
- Стеклянные пластины (например, стекло микроскопа)
- Спирт (этанол рекомендуется)
- Деионизированной воды
- Вольтметр / мультиметр
- Прозрачная лента
- Чашка Петри или другое мелкой блюдо
- Электрическая плитка (1100 Вт, если это возможно)
- Раствор диоксида титана
- Раствор оксида олова (опционально)
- Графитный карандаш или углеродная смазка
- Раствор йода
- Зажимы крокодильного типа
Об этой статье
Эту страницу просматривали 36 109 раз.
Реклама
