Saulės skydelis yra saulės elementų masyvas, ir jūs galite patys sukonstruoti plokštę su elementais perkate internetu, tai yra daug šauniau ir pamokomiau sukurti savo ląsteles iš rastų medžiagos. Kai mirksi šiek tiek daugiau nei vario lakštas ir šiek tiek druskingo vandens, galite sukurti išmatuojamą elektros srovę iš saulės šviesos. Pats savaime tokio tipo elementai negamina daug elektros energijos, tačiau jei jūs pastatytumėte daug jų ir laidais sujungtumėte nuosekliai, galėtumėte išvystyti pakankamai srovės, kad galėtumėte įkrauti akumuliatorių arba apšviesti lemputę.
Teorija už vario elemento
Kai Heinrichas Hertzas atrado fotoelektrinį efektą, jis neturėjo prieigos prie legiruotų silicio drožlių, tačiau turėjo metalines plokštes. Viena iš plokščių galėjo būti varis, kuris oksidavosi veikdamas atmosferą, nes vario oksidas buvo viena iš pirmųjų medžiagų, kuri pastebėjo šį reiškinį. Ant vario lakšto gana lengva nusodinti vario oksido sluoksnį. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai pridėti šilumos.
Vario oksidas yra puslaidininkis, ir jei panardinsite plokštelę į sūrų vandenį ir pateksite į saulės spindulius, elektronai iš plokštelės teka į sūrų vandenį. Vandenyje nustatykite švarią vario plokštelę, kuri veiktų kaip anodas, ir į tai teka elektronai. Jei sujungsite dvi plokštes su skaitikliu, elektronai per skaitiklį tekės atgal į pradinę plokštę, o skaitiklis registruos elektros srovę.
Vario plokštės paruošimas
Šiam projektui reikės maždaug pusės kvadratinės pėdos vario, kurį rasite daugumoje techninės įrangos parduotuvių. Iškirpkite jį į dvi lygias dalis, naudodami alavo fragmentus. Vario gabalėlius nuplaukite muilu ir vandeniu, kad pašalintumėte riebalus, tada padėkite vieną lakštą ant elektrinės viryklės degiklio. Gabalas turi būti pakankamai didelis, kad uždengtų degiklį.
Įjunkite aukščiausią šilumą ir žiūrėkite. Vario gabalo spalvos sustiprėja, o tada pradeda tamsėti vario oksido danga. Palaukite, kol varis pajuoduos, tada leiskite jam virti dar 30 minučių. Išjunkite ugnį ir leiskite variui atvėsti ant degiklio.
Kai plokštė atvėsta, varis ir vario oksidas mažėja skirtingais tempais, o juoda danga pradeda pleiskanoti. Kai plokštelė visiškai atvės, išimkite plokštelę ir švelniai nuvalykite visą pleiskanojančią medžiagą. Po juo yra raudonas vario oksido sluoksnis. Negalima to trinti - tai jums reikalingas pusiau laidus sluoksnis.
Saulės elementas butelyje
Skaidrus plastikinis vieno litro butelis yra tinkamas indas jūsų saulės elementui. Nupjaukite butelį aplink vidurį ir nuimkite jo viršų, kad turėtumėte atvirą indą. Įkaitintą varinę plokštelę sulenkite į puslankį ir įstatykite į butelio vidų, kad ji atsiremtų į šoną. Degiklio pusė, nukreipta į viršų, turi būti nukreipta į butelio išorę. Sulenkite varinę plokštelę, kurios neįkaitinote, į panašią formą ir padėkite ją priešingoje butelio pusėje. Plokštės neturėtų liesti.
Sumaišykite du šaukštus valgomosios druskos į stiklinę, kurioje yra apie 2 puodeliai šilto vandens, ir maišykite, kol druska ištirps. Supilkite sūrų vandenį į plastikinį butelį, užpildydami maždaug 3/4 jo. Metalinių plokščių viršus turi būti virš vandens, kad galėtumėte pritvirtinti aligatoriaus spaustukus. Dabar jūsų ląstelė yra pasirengusi gaminti elektrą.
Paimkite kamerą lauke ir padėkite ant stalo taip, kad oksiduota plokštė būtų nukreipta į saulę. Prijunkite skaitiklį prie plokščių su aligatoriaus spaustukais ir nustatykite, kad matuoklis registruotų srovės mikroampus. Kai elementas yra pilnoje saulėje, skaitiklis turėtų registruotis nuo 33 iki 50 mikroampų. Perjunkite skaitiklį matuodami voltus ir turėtumėte pastebėti apie 0,25 voltų įtampą. Norėdami apskaičiuoti didžiausią galingumą (P), kurį suteikia ląstelė, padauginkite didžiausią srovę (I) iš įtampos (V), kad gautumėte 0,00005 ampero x, 25 voltų = 0,0000125 vato arba 12,5 mikrovato. Šį ryšį išreiškianti formulė yra P = V x I.
Laidų elementai kartu padidina galią
Saulės baterija yra tiesiog nuosekliai sujungtų saulės elementų masyvas. Nors komercinių plokščių langeliai yra plokšti, galima sukurti plokštės tipą, susidedantį iš ląstelių butelyje. Pradėkite nuo dviejų butelių ląstelių. Naudodami laidą su aligatoriaus spaustukais, prijunkite vieno iš jų anodą, kuris yra švari vario plokštelė, prie kito katodo, kuris yra plokštelė su vario oksido nuosėdomis. Prijunkite skaitiklį prie dviejų neprijungtų plokščių. Kadangi padvigubinate įtampą, nuosekliai sujungdami dvi ląsteles, padvigubinote savo masyvo galią naudodami formulę P = 2V x I. Galite pajungti tiek daug šių langelių nuosekliai. Kiekviena nauja ląstelė padidina įtampą 0,25 volto.