Слънчевият панел е набор от слънчеви клетки и докато можете сами да конструирате панел с клетки закупувате онлайн, е много по-хладно и по-поучително да изградите свои собствени клетки от намерените материали. С малко повече от лист мед, който мига и малко солена вода, можете да генерирате измерим електрически ток от слънчева светлина. Сам по себе си този тип клетки не генерират много електричество, но ако трябва да изградите много от тях и да ги свържете последователно, можете да развиете достатъчно ток, за да заредите батерия или да запалите крушка.
Теория зад медната клетка
Когато Хайнрих Херц открива фотоелектрическия ефект, той няма достъп до легирани силициеви чипове, но има метални пластини. Една от плочите може да е била мед, която се е окислила при излагане на атмосферата, тъй като меденият оксид е един от първите материали, за които се наблюдава това явление. Доста лесно е да нанесете слой меден оксид върху меден лист. Всичко, което трябва да направите, е да добавите топлина.
Медният оксид е полупроводник и ако потопите плочата в солена вода и я изложите на слънчева светлина, електроните текат от плочата в солената вода. Поставете чиста медна пластина във водата, която да действа като анод, и електроните текат към нея. Ако свържете двете плочи с измервателен уред, електроните преминават обратно към оригиналната плоча през измервателния уред и измервателният уред регистрира електрическия ток.
Подготовка на медната плоча
За този проект ще ви трябват около половин квадратен меден меден флаш, който можете да намерите в повечето магазини за хардуер. Нарежете го на две равни парчета, като използвате калай. Измийте парчетата мед със сапун и вода, за да отстраните мазнините, и след това поставете един лист върху горелката на електрическа печка. Парчето трябва да е достатъчно голямо, за да покрие горелката.
Включете котлона до най-високата си настройка и гледайте. Цветовете на медното парче се усилват и след това започват да потъмняват с покритие от меден оксид. Изчакайте медта да почернее и след това я оставете да се готви още 30 минути. Изключете котлона и оставете медта да се охлади на горелката.
Докато плочата се охлажда, медният и меден оксид се свиват с различна скорост и черното покритие започва да се лющи. Когато плочата се охлади напълно, извадете я и внимателно изчеткайте всички люспести материали. Под него има червен слой меден оксид. Не търкайте това - това е полупроводниковият слой, от който се нуждаете.
Слънчева клетка в бутилка
Ясна пластмасова бутилка от един литър прави подходящ контейнер за вашата слънчева клетка. Изрежете бутилката около средата и отстранете горната част, така че да имате отворен контейнер. Огънете медната плоча, която сте нагряли, в полукръг и я поставете вътре в бутилката, така че да лежи отстрани. Страната, която е обърната нагоре на горелката, трябва да е обърната към външната страна на бутилката. Огънете медната плоча, която не сте загрявали, в подобна форма и я поставете в противоположната страна на бутилката. Плочите не трябва да се допират.
Смесете две супени лъжици готварска сол в чаша, съдържаща около 2 чаши топла вода и разбъркайте, докато солта се разтвори. Изсипете солената вода в пластмасовата бутилка, като я напълните около 3/4. Върховете на металните плочи трябва да са над водата, за да можете да прикрепите скоби от алигатор. Вашата клетка вече е готова да генерира електричество.
Изнесете клетката навън и я поставете на маса, така че окислената плоча да е обърната към слънцето. Свържете метър към плочите с алигаторни скоби и настройте глюкомера да регистрира микроампери на ток. Когато клетката е на слънце, измервателният уред трябва да регистрира между 33 и 50 микроампера. Превключете измервателния уред, за да измерите волта и трябва да забележите напрежение от около 0,25 волта. За да изчислите максималната мощност (P), която клетката доставя, умножете максималния ток (I) по напрежение (V), за да получите 0,00005 ампера х .25 волта = 0,0000125 вата или 12,5 микровата. Формулата, изразяваща тази връзка, е P = V x I.
Свържете клетки заедно, за да увеличите мощността
Слънчевият панел е просто набор от слънчеви клетки, свързани последователно. Въпреки че клетките на търговските панели са плоски, възможно е да се създаде тип панел, който се състои от клетки в бутилка. Започнете с две клетки на бутилката. Свържете анода на един от тях, който е чистата медна плоча, към катода на другия, който е плочата с отлагане на меден оксид, като използвате жица с алигаторни скоби. Свържете глюкомера към двете плочи, които не са свързани. Тъй като удвоите напрежението, като свържете две клетки последователно, удвоихте мощността на вашия масив, използвайки формулата P = 2V x I. Можете да свържете колкото се може повече от тези клетки последователно. Всяка нова клетка увеличава напрежението с 0,25 волта.