Solární panel je řada solárních článků, a zatímco si můžete panel postavit sami pomocí článků nakupujete online, je mnohem chladnější a poučnější vytvářet vlastní buňky, které jste nenašli materiály. S málo více než pláštěm mědi a trochou slané vody můžete generovat měřitelný elektrický proud ze slunečního světla. Tento typ článku sám o sobě příliš negeneruje elektřinu, ale pokud byste je chtěli postavit mnoho a zapojit je do série, mohli byste vyvinout dostatečný proud pro nabití baterie nebo žárovku.
Teorie za měděnou buňkou
Když Heinrich Hertz objevil fotoelektrický jev, neměl přístup k dopovaným křemíkovým čipům, ale měl kovové desky. Jednou z desek mohla být měď, která oxidovala vystavením atmosféře, protože oxid měďný byl jedním z prvních materiálů, u kterých byl pozorován tento jev. Je docela snadné uložit vrstvu oxidu měďného na měděný plech. Musíte jen přidat teplo.
Oxid měďný je polovodič, a pokud ponoříte desku do slané vody a vystavíte ji slunečnímu záření, elektrony proudí z desky do slané vody. Vložte čistou měděnou desku do vody, aby fungovala jako anoda, a elektrony k ní proudí. Pokud spojíte obě desky metrem, elektrony proudí metrem zpět na původní desku a měřič registruje elektrický proud.
Příprava měděného plechu
Pro tento projekt budete potřebovat asi půl čtvereční stopy mědi, kterou najdete ve většině železářství. Nakrájejte ho na dva stejné kousky pomocí cínových nůžek. Umyjte měděné kousky mýdlem a vodou, abyste odstranili mastnotu, a poté položte jeden list na hořák elektrického sporáku. Kus by měl být dostatečně velký, aby zakryl hořák.
Zapněte topení na nejvyšší stupeň a sledujte. Barvy na měděném kusu zesílí a poté začnou tmavnout vrstvou oxidu měďnatého. Počkejte, až měď zčerná, a poté ji nechte vařit dalších 30 minut. Vypněte teplo a nechte měď na hořáku vychladnout.
Když se deska ochladí, měď a oxid měďnatý se smršťují různými rychlostmi a černý povlak se začne odlupovat. Když je destička zcela vychladlá, vyjměte destičku a jemně otřete veškerý odlupující materiál. Pod ním je červená vrstva oxidu měďného. Neodstraňujte to - toto je polovodivá vrstva, kterou potřebujete.
Solární článek v láhvi
Průhledná plastová jednolitrová láhev je vhodnou nádobou pro váš solární článek. Rozřízněte láhev kolem středu a sejměte horní část, abyste měli otevřenou nádobu. Ohřejte měděnou desku, kterou jste ohřáli, do půlkruhu a vložte ji do láhve tak, aby spočívala na boku. Strana, která směřovala nahoru na hořák, by měla směřovat k vnější straně lahve. Ohněte měděnou desku, kterou jste nezahřáli, do podobného tvaru a položte ji na opačnou stranu láhve. Desky by se neměly dotýkat.
Smíchejte dvě lžíce kuchyňské soli do sklenice obsahující asi 2 šálky teplé vody a míchejte, dokud se sůl nerozpustí. Nalijte slanou vodu do plastové láhve a naplňte ji asi do 3/4. Vrcholy kovových desek by měly být nad vodou, abyste mohli připevnit krokosvorky. Váš článek je nyní připraven k výrobě elektřiny.
Vezměte buňku ven a položte ji na stůl tak, aby oxidovaná deska směřovala ke slunci. Připojte měřič k destičkám pomocí krokosvorek a nastavte měřič tak, aby registroval mikroampy proudu. Když je buňka na plném slunci, měl by měřič registrovat mezi 33 a 50 mikroampy. Přepněte měřicí přístroj na měření voltů a měli byste zaznamenat napětí asi 0,25 voltu. Chcete-li vypočítat maximální výkon (P), který buňka dodává, vynásobte maximální proud (I) napětím (V) a získáte 0,00005 ampérů x 0,25 voltů = 0,0000125 wattů nebo 12,5 mikrowattů. Vzorec vyjadřující tento vztah je P = V x I.
Pro zvýšení výkonu připojte dohromady články
Solární panel je jednoduše řada solárních článků zapojených do série. Ačkoli jsou buňky na komerčních panelech ploché, je možné vytvořit typ panelu, který se skládá z buněk v lahvi. Začněte dvěma buňkami lahve. Připojte anodu na jedné z nich, což je čistá měděná deska, ke katodě druhé, kterou je deska s usazeninou oxidu měďného, pomocí drátu s krokosvorkami. Připojte měřič ke dvěma deskám, které nejsou připojeny. Jelikož zdvojnásobíte napětí zapojením dvou článků do série, zdvojnásobili jste výkon svého pole pomocí vzorce P = 2V x I. Můžete připojit tolik těchto buněk v sérii, kolik chcete. Každý nový článek zvyšuje napětí o 0,25 voltu.