Saules panelis ir saules bateriju kopums, un, kamēr jūs pats varat izveidot paneli ar šūnām jūs pērkat tiešsaistē, tas ir daudz foršāk un pamācošāk, lai izveidotu savas šūnas no atrastajām materiāliem. Mirgojot nedaudz vairāk par vara loksni un nedaudz sālsūdens, jūs no saules gaismas varat radīt izmērāmu elektrisko strāvu. Pats par sevi šāda veida šūnas nerada daudz elektroenerģijas, taču, ja jūs tos uzbūvētu daudzus un vadu virknē, jūs varētu attīstīt pietiekami daudz strāvas, lai uzlādētu akumulatoru vai apgaismotu spuldzi.
Teorija aiz vara šūnas
Kad Heinrihs Hercs atklāja fotoelektrisko efektu, viņam nebija piekļuves ar leģētām silīcija mikroshēmām, taču viņam bija metāla plāksnes. Viena no plāksnēm, iespējams, bija varš, kas bija oksidējies, iedarbojoties uz atmosfēru, jo vara oksīds bija viens no pirmajiem materiāliem, kas novēroja šo parādību. Ir diezgan viegli nogulsnēt vara vara oksīda slāni. Viss, kas jums jādara, ir pievienot siltumu.
Vara oksīds ir pusvadītājs, un, ja jūs iegremdējat plāksni sālsūdenī un pakļaujiet tai saules gaismai, elektroni no plāksnes ieplūst sālsūdenī. Iestatiet ūdenī tīru vara plāksni, kas darbotos kā anods, un elektroni uz to plūst. Ja jūs savienojat abas plāksnes ar skaitītāju, elektroni caur skaitītāju atkal ieplūst sākotnējā plāksnē, un skaitītājs reģistrē elektrisko strāvu.
Vara plāksnes sagatavošana
Šim projektam būs nepieciešams apmēram puse kvadrātpēda vara, kas mirgo, un to var atrast lielākajā daļā aparatūras veikalu. Izmantojot alvas fragmentus, sagrieziet to divos vienādos gabalos. Nomazgājiet vara gabalus ar ziepēm un ūdeni, lai notīrītu taukus, un pēc tam vienu lapu uzlieciet uz elektriskās plīts degļa. Gabalam jābūt pietiekami lielam, lai pārklātu degli.
Ieslēdziet siltumu visaugstākajā stāvoklī un skatieties. Krāsas uz vara gabala pastiprinās, un pēc tam sāk aptumšot ar vara oksīda pārklājumu. Pagaidiet, līdz varš kļūst melns, un pēc tam ļaujiet tam pagatavot vēl 30 minūtes. Izslēdziet siltumu un ļaujiet varam atdzist uz degļa.
Plāksnei atdziestot, vara un vara oksīds samazinās dažādos ātrumos, un melnais pārklājums sāk atslāņoties. Kad plāksne ir pilnībā atdzisusi, noņemiet to un viegli notīriet visu zvīņojošo materiālu. Zem tā ir sarkans vara oksīda slānis. Nenoberiet to - tas ir jums nepieciešamais pusvadošais slānis.
Saules baterija pudelē
Caurspīdīga plastmasas viena litra pudele ir piemērota tvertne jūsu saules baterijai. Izgrieziet pudeli ap vidu un noņemiet augšpusi, lai jums būtu atvērts trauks. Saliekto vara plāksni salieciet puslokā un ievietojiet to pudeles iekšpusē, lai tā balstītos pret sānu. Pusei, kas bija vērsta uz augšu uz degļa, jābūt vērstai pret pudeles ārpusi. Saliekiet vara plāksni, kuru nesildījāt, līdzīgā formā un novietojiet to pudeles pretējā pusē. Plātnēm nevajadzētu pieskarties.
Sajauc divas ēdamkarotes galda sāls glāzē, kurā ir apmēram 2 tases silta ūdens, un maisa, līdz sāls izšķīst. Sālsūdeni ielej plastmasas pudelē, piepildot to apmēram 3/4. Metāla plākšņu virsotnēm jābūt virs ūdens, lai jūs varētu piestiprināt aligatora skavas. Jūsu šūna tagad ir gatava ražot elektrību.
Paņemiet šūnu ārpusē un novietojiet to uz galda tā, lai oksidētā plāksne būtu vērsta pret sauli. Pievienojiet skaitītāju plāksnēm ar aligatora spailēm un iestatiet skaitītāju, lai reģistrētu strāvas mikroampus. Kad kamera ir pilnā saulē, skaitītājam jāreģistrējas no 33 līdz 50 mikroampām. Pārslēdziet skaitītāju, lai mērītu voltus, un jums vajadzētu pamanīt aptuveni 0,25 voltu spriegumu. Lai aprēķinātu maksimālo jaudu (P), ko šūna nodrošina, reiziniet maksimālo strāvu (I) ar spriegumu (V), lai iegūtu 0,00005 ampēri x 0,25 volti = 0,0000125 vati vai 12,5 mikrovati. Formula, kas izsaka šo attiecību, ir P = V x I.
Vadu šūnas kopā, lai palielinātu jaudu
Saules panelis ir vienkārši virkne saules elementu. Lai gan komerciālo paneļu šūnas ir plakanas, ir iespējams izveidot paneļa veidu, kas sastāv no šūnām pudelē. Sāciet ar divām pudeles šūnām. Savienojiet anodu ar vienu no tiem, kas ir tīra vara plāksne, ar otra katodu, kas ir plāksne ar vara oksīda nogulsnēm, izmantojot vadu ar aligatora spailēm. Pievienojiet skaitītāju divām nesavienotajām plāksnēm. Tā kā jūs divkāršojat spriegumu, virkni savienojot divas šūnas, jūs divkāršojāt masīva jaudu, izmantojot formulu P = 2V x I. Jūs varat savienot tik daudz šo šūnu virknē, cik vēlaties. Katra jauna šūna palielina spriegumu par 0,25 voltiem.