Ένα ηλιακό στοιχείο είναι το θεμελιώδες στοιχείο ενός ηλιακού συλλέκτη, μιας συσκευής που μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που κατασκευάζονται επαγγελματικά είναι κατασκευασμένα από ειδικό υλικό ημιαγωγού ανάμεσα σε μεταλλικές επαφές και ένα στρώμα από μη ανακλαστικό γυαλί. Ο ημιαγωγός είναι ειδικά κατασκευασμένος για να είναι ευαίσθητος στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και ανταποκρίνεται στο φως απελευθερώνοντας μια ροή ηλεκτρονίων. Αν και αυτά τα υλικά είναι ακριβά, μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας ηλιακό στοιχείο στο σπίτι από υλικά που είναι πολύ φθηνότερα και πιο εύκολα προσβάσιμα. Ένα σπιτικό ηλιακό κελί είναι ιδανικό για επιδείξεις επιστημονικής τάξης, επιστημονικές εκθέσεις και ακόμη και τροφοδοτώντας τις δικές σας μικρές συσκευές.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ένα σπιτικό ηλιακό κύτταρο κατασκευασμένο από φύλλο χαλκού και θαλασσινό νερό μπορεί να δώσει πληροφορίες για τη φυσική του φωτοηλεκτρικού αποτελέσματος.
Θερμάνετε ένα φύλλο χαλκού
Ανάψτε έναν φακό προπανίου και κρατήστε το με το ένα χέρι. Πάρτε ένα φύλλο χαλκού στο άλλο σας χέρι, χρησιμοποιώντας λαβίδες. Κρατήστε το φύλλο χαλκού στη φλόγα. Ζεσταίνετε το χαλκό έως ότου το τμήμα κάτω από τη φλόγα να ανάβει κόκκινα για τουλάχιστον ένα λεπτό.
Τοποθετήστε το φύλλο χαλκού κάτω σε μια πυρίμαχη επιφάνεια. Σηκώστε το ξανά με τις λαβίδες, ώστε να μπορείτε να κρατήσετε μια διαφορετική τοποθεσία και να θερμάνετε μια νέα περιοχή με το φακό. Επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία έως ότου αντιμετωπίσετε μερικά διαφορετικά σημεία στο φύλλο χαλκού.
Τοποθετήστε το φύλλο χαλκού στην πυρίμαχη επιφάνεια σας και αφήστε το να κρυώσει σε θερμοκρασία αέρα. Οι περιοχές που θερμαίνετε θα πρέπει να μαυρίσουν, αν και μπορεί να υπάρχουν και άλλα χρώματα.
Προετοιμάστε το πρώτο καλώδιο
Απογυμνώστε 1 ίντσα μόνωσης από κάθε άκρο ενός χαλκού σύρματος με τα απογυμνωμένα σύρματα. Σφίξτε το ένα άκρο του καλωδίου στο φύλλο χαλκού, χρησιμοποιώντας το κλιπ αλιγάτορα. Βεβαιωθείτε ότι είναι στερεωμένο σε καθαρό χαλκό χωρίς ασήμαντο χρώμα.
Προετοιμάστε μείγμα αλατιού
Ανακατέψτε το αλάτι σε ένα φλιτζάνι νερό μέχρι να σταματήσει να διαλύεται. Σε αυτό το σημείο το διάλυμα αλατιού έχει μέγιστη αντοχή. Τοποθετήστε αρκετές σταγόνες θαλασσινού νερού σε διαφορετικές μαυρισμένες περιοχές του χαλκού. Λόγω μικροσκοπικών ανωμαλιών στην επιφάνεια του χαλκού κάθε σταγόνα θα παράγει διαφορετικά αποτελέσματα.
Προετοιμάστε το δεύτερο καλώδιο
Αφαιρέστε το ένα άκρο της μόνωσης από κάθε άκρο του άλλου σύρματος, χρησιμοποιώντας τους απογυμνωτές καλωδίων. Τοποθετήστε το ένα άκρο αυτού του καλωδίου σε μία από τις σταγόνες διαλύματος αλατιού στις μαυρισμένες περιοχές χαλκού. Τοποθετήστε το βάρος πάνω από το σύρμα για να το κρατήσετε στη θέση του. Το ηλιακό κελί είναι τώρα έτοιμο. Εάν συνδέσετε τα άλλα άκρα των καλωδίων σε μια μικρή λάμπα ενώ το κελί βρίσκεται σε άμεσο ηλιακό φως, θα ανάψει. Εάν τα συνδέσετε με ένα βολτόμετρο, θα μπορείτε να δείτε πόση τάση παράγει το ηλιακό σας κύτταρο.
Προειδοποιήσεις
Χρησιμοποιήστε το φακό προπανίου σύμφωνα με τις οδηγίες ασφαλείας του κατασκευαστή.
