Eine Solarzelle ist das grundlegende Element eines Solarpanels, eines Geräts, das Sonnenlicht in Strom umwandelt. Professionell hergestellte Solarzellen bestehen aus einem speziellen Halbleitermaterial, das zwischen Metallkontakten und einer Schicht aus entspiegeltem Glas eingebettet ist. Der Halbleiter ist speziell für den photoelektrischen Effekt empfindlich und reagiert auf Licht, indem er einen Elektronenfluss freisetzt. Obwohl diese Materialien teuer sind, können Sie Ihre eigene Solarzelle zu Hause aus Materialien herstellen, die viel billiger und einfacher zu bekommen sind. Eine selbstgebaute Solarzelle ist perfekt für Demonstrationen im Wissenschaftsunterricht, Wissenschaftsmessen und sogar für die Stromversorgung Ihrer eigenen kleinen Geräte.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eine selbstgebaute Solarzelle aus Kupferblech und Salzwasser kann Einblicke in die Physik des photoelektrischen Effekts geben.
Erhitze ein Kupferblech Copper
Zünde eine Propanfackel an und halte sie in einer Hand. Nimm mit der anderen Hand ein Kupferblech mit einer Zange. Halte das Kupferblech in die Flamme. Erhitze das Kupfer, bis der Abschnitt unter der Flamme mindestens eine Minute lang rot glüht.
Legen Sie das Kupferblech auf eine feuerfeste Unterlage. Nehmen Sie es wieder mit der Zange auf, damit Sie eine andere Stelle halten und mit der Fackel einen neuen Bereich erhitzen können. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis Sie ein paar verschiedene Stellen auf dem Kupferblech behandelt haben.
Legen Sie das Kupferblech auf Ihre feuerfeste Oberfläche und lassen Sie es auf Lufttemperatur abkühlen. Die Bereiche, die Sie erhitzt haben, sollten geschwärzt sein, obwohl auch andere Farben vorhanden sein können.
Bereiten Sie den ersten Draht vor
Entfernen Sie 1 Zoll der Isolierung von jedem Ende eines Kupferdrahts mit den Abisolierzangen. Klemmen Sie ein Ende des Drahtes mit der Krokodilklemme an das Kupferblech. Stellen Sie sicher, dass es an sauberem, nicht geschwärztem Kupfer geklemmt ist.
Salzmischung vorbereiten
Mischen Sie Salz in eine Tasse Wasser, bis es sich nicht mehr auflöst. An diesem Punkt ist die Salzlösung auf maximaler Stärke. Gib mehrere Tropfen Salzwasser auf verschiedene geschwärzte Bereiche des Kupfers. Aufgrund mikroskopischer Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Kupfers führt jeder Tropfen zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Zweites Kabel vorbereiten
Entfernen Sie ein Ende der Isolierung von jedem Ende des anderen Drahtes mit den Abisolierzangen. Legen Sie ein Ende dieses Drahtes in einen der Tropfen Salzlösung auf den geschwärzten Kupferflächen. Legen Sie das Gewicht auf den Draht, um ihn an Ort und Stelle zu halten. Die Solarzelle ist nun fertig. Wenn Sie die anderen Enden der Drähte an eine kleine Glühbirne hängen, während die Zelle direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist, leuchtet sie auf. Wenn Sie sie an ein Voltmeter anschließen, können Sie sehen, wie viel Spannung Ihre Solarzelle erzeugt.
Warnungen
Verwenden Sie den Propanbrenner streng nach den Sicherheitshinweisen des Herstellers.