Une cellule solaire est l'élément fondamental d'un panneau solaire, un appareil qui convertit la lumière du soleil en électricité. Les cellules solaires de fabrication professionnelle sont constituées d'un matériau semi-conducteur spécial pris en sandwich entre des contacts métalliques et une couche de verre non réfléchissant. Le semi-conducteur est spécialement conçu pour être sensible à l'effet photoélectrique et répond à la lumière en libérant un flux d'électrons. Bien que ces matériaux soient chers, vous pouvez fabriquer votre propre cellule solaire à la maison à partir de matériaux beaucoup moins chers et plus faciles à trouver. Une cellule solaire maison est parfaite pour les démonstrations de cours de sciences, les expo-sciences et même pour alimenter vos propres petits appareils.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Une cellule solaire artisanale faite de feuilles de cuivre et d'eau salée peut donner un aperçu de la physique de l'effet photoélectrique.
Chauffer une feuille de cuivre
Allumez un chalumeau au propane et tenez-le dans une main. Prenez une feuille de cuivre dans votre autre main, à l'aide de pinces. Tenez la feuille de cuivre dans la flamme. Chauffez le cuivre jusqu'à ce que la section sous la flamme soit rouge vif pendant au moins une minute.
Posez la feuille de cuivre sur une surface ignifuge. Ramassez-le à nouveau avec la pince pour pouvoir tenir un autre endroit et chauffer une nouvelle zone avec la torche. Répétez ce processus jusqu'à ce que vous ayez traité quelques endroits différents sur la feuille de cuivre.
Placez la feuille de cuivre sur votre surface ignifuge et laissez-la refroidir à la température de l'air. Les zones que vous avez chauffées doivent être noircies, bien que d'autres couleurs puissent également être présentes.
Préparer le premier fil
Dénudez 1 pouce d'isolant de chaque extrémité d'un fil de cuivre avec les pinces à dénuder. Fixez une extrémité du fil à la feuille de cuivre, à l'aide de la pince crocodile. Assurez-vous qu'il est fixé sur du cuivre propre et non noirci.
Préparer le mélange de sel
Mélanger le sel dans une tasse d'eau jusqu'à ce qu'il cesse de se dissoudre. À ce stade, la solution saline est à sa force maximale. Placez plusieurs gouttes d'eau salée sur différentes zones noircies du cuivre. En raison des irrégularités microscopiques à la surface du cuivre, chaque goutte produira des résultats différents.
Préparer le deuxième fil
Dénudez une extrémité de l'isolant à chaque extrémité de l'autre fil, en utilisant les pinces à dénuder. Placez une extrémité de ce fil dans l'une des gouttes de solution saline sur les zones noircies du cuivre. Placez le poids sur le fil pour le maintenir en place. La cellule solaire est maintenant prête. Si vous raccordez les autres extrémités des fils à une petite ampoule pendant que la cellule est exposée à la lumière directe du soleil, elle s'allumera. Si vous les branchez à un voltmètre, vous pourrez voir la tension produite par votre cellule solaire.
Mises en garde
Utilisez le chalumeau au propane en stricte conformité avec les consignes de sécurité du fabricant.