Een zonnecel is het fundamentele element van een zonnepaneel, een apparaat dat zonlicht omzet in elektriciteit. Professioneel gemaakte zonnecellen zijn gemaakt van speciaal halfgeleidermateriaal dat is ingeklemd tussen metalen contacten en een laag niet-reflecterend glas. De halfgeleider is speciaal gemaakt om gevoelig te zijn voor het foto-elektrisch effect en reageert op licht door een stroom elektronen vrij te geven. Hoewel deze materialen duur zijn, kun je thuis je eigen zonnecel maken van materialen die veel goedkoper en gemakkelijker verkrijgbaar zijn. Een zelfgemaakte zonnecel is perfect voor wetenschappelijke demonstraties, wetenschapsbeurzen en zelfs voor het voeden van uw eigen kleine apparaten.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een zelfgemaakte zonnecel gemaakt van koperplaat en zout water kan inzicht geven in de fysica van het foto-elektrisch effect.
Verwarm een koperen plaat
Steek een propaantoorts aan en houd deze in één hand. Pak met je andere hand een stuk koper op met een tang. Houd het vel koper in de vlam. Verwarm het koper totdat het gedeelte onder de vlam minstens een minuut roodgloeiend is.
Leg de koperen plaat op een vuurvaste ondergrond. Pak het weer op met de tang, zodat je een andere locatie kunt vasthouden en een nieuw gebied kunt verwarmen met de fakkel. Herhaal dit proces totdat je een paar verschillende plekken op de koperplaat hebt behandeld.
Plaats de koperen plaat op uw vuurvaste oppervlak en laat het afkoelen tot luchttemperatuur. De gebieden die u hebt verwarmd, moeten zwart worden gemaakt, hoewel er ook andere kleuren aanwezig kunnen zijn.
Eerste draad voorbereiden
Strip 1 inch isolatie van elk uiteinde van een koperdraad met de draadstrippers. Klem het ene uiteinde van de draad vast aan de koperen plaat met behulp van de krokodillenklem. Zorg ervoor dat het is vastgeklemd op schoon, niet zwart gemaakt koper.
Zoutmengsel bereiden
Meng zout in een kopje water totdat het niet meer oplost. Op dit punt is de zoutoplossing op maximale sterkte. Plaats verschillende druppels zout water op verschillende zwartgeblakerde delen van het koper. Door microscopisch kleine onregelmatigheden op het oppervlak van het koper zal elke druppel verschillende resultaten opleveren.
Tweede draad voorbereiden
Strip het ene uiteinde van de isolatie van elk uiteinde van de andere draad met behulp van de draadstrippers. Plaats het ene uiteinde van deze draad in een van de druppels zoutoplossing op de zwartgeblakerde delen van koper. Plaats het gewicht bovenop de draad om deze op zijn plaats te houden. De zonnecel is nu klaar. Als je de andere uiteinden van de draden aan een kleine gloeilamp haakt terwijl de cel in direct zonlicht staat, zal deze oplichten. Als je ze aansluit op een voltmeter, kun je zien hoeveel spanning je zonnecel produceert.
Waarschuwingen
Gebruik de propaantoorts in strikte overeenstemming met de veiligheidsinstructies van de fabrikant.