Sončna plošča je vrsta sončnih celic in čeprav lahko sami sestavite ploščo s celicami če kupujete prek spleta, je bolj kul in bolj poučno zgraditi lastne celice iz najdenih materialov. Z malo več kot bakreno pločevino in nekaj slane vode lahko iz sončne svetlobe ustvarite merljiv električni tok. Ta vrsta celic sama po sebi ne proizvaja veliko električne energije, če pa bi jih morali zgraditi in jih povezati zaporedno, bi lahko razvili dovolj toka, da napolnite baterijo ali prižgete žarnico.
Teorija za bakreno celico
Ko je Heinrich Hertz odkril fotoelektrični učinek, ni imel dostopa do dopiranih silicijevih čipov, vendar je imel kovinske plošče. Ena od plošč je lahko baker, ki je oksidiral zaradi izpostavljenosti atmosferi, ker je bil bakrov oksid eden prvih materialov, ki je opazil ta pojav. Na bakreno ploščo je dokaj enostavno nanesti plast bakrovega oksida. Vse, kar morate storiti, je dodati toploto.
Kuprov oksid je polprevodnik in če ploščo potopite v slano vodo in jo izpostavite sončni svetlobi, se elektroni s plošče pretakajo v slano vodo. V vodo nastavite čisto bakreno ploščo, ki deluje kot anoda, in elektroni tečejo k temu. Če dve plošči povežete z merilnikom, elektroni skozi merilnik tečejo nazaj na prvotno ploščo, merilnik pa registrira električni tok.
Priprava bakrene plošče
Za ta projekt boste potrebovali približno pol kvadratnega metra bakrene utripalke, ki jo najdete v večini trgovin s strojno opremo. Razrežite ga na dva enaka kosa s kositrnimi odrezki. Bakrene koščke operite z milom in vodo, da odstranite maščobo, nato pa en list položite na gorilnik električnega štedilnika. Kos naj bo dovolj velik, da pokrije gorilnik.
Vklopite toploto na najvišjo nastavitev in opazujte. Barve na bakrenem kosu se okrepijo in nato začnejo potemniti s prevleko iz bakrovega oksida. Počakajte, da baker postane črn, in nato pustite, da se kuha še 30 minut. Izklopite ogenj in pustite, da se baker ohladi na gorilniku.
Ko se plošča ohladi, se baker in bakrovi oksid z različnimi hitrostmi skrčita in črna prevleka začne luščiti. Ko se plošča popolnoma ohladi, jo odstranite in nežno očistite ves lušči material. Pod njim je rdeča plast bakrovega oksida. Ne brišite tega - to je polprevodni sloj, ki ga potrebujete.
Sončna celica v steklenički
Prozorna plastična litrska steklenica je primerna posoda za vašo sončno celico. Odrežite steklenico okoli sredine in odstranite vrh, tako da imate odprto posodo. Bakreno ploščo, ki ste jo segreli, upognite v polkrog in jo namestite v steklenico, tako da se nasloni na stran. Stran, ki je bila na gorilniku obrnjena navzgor, mora biti obrnjena proti zunanji strani steklenice. Bakreno ploščo, ki je niste ogreli, upognite v podobno obliko in jo postavite na nasprotno stran steklenice. Plošče se ne smejo dotikati.
Dve žlici kuhinjske soli zmešajte v kozarec, ki vsebuje približno 2 skodelici tople vode, in mešajte, dokler se sol ne raztopi. V plastično steklenico nalijte slano vodo in jo napolnite približno 3/4. Vrhovi kovinskih plošč morajo biti nad vodo, tako da lahko pritrdite aligatorske sponke. Vaša celica je zdaj pripravljena za proizvodnjo električne energije.
Odnesite celico zunaj in jo postavite na mizo, tako da bo oksidirana plošča obrnjena proti soncu. Merilnik priključite na plošče z aligatorskimi sponkami in nastavite merilnik, da registrira mikroampere toka. Ko je celica na soncu, mora merilnik zabeležiti med 33 in 50 mikroamp. Preklopite merilnik, da izmerite volte, in opazili boste napetost približno 0,25 voltov. Če želite izračunati največjo moč (P), ki jo odda celica, pomnožite največji tok (I) z napetostjo (V), da dobite 0,00005 amperov x .25 voltov = 0,0000125 vatov ali 12,5 mikrovatov. Formula, ki izraža to razmerje, je P = V x I.
Povežite celice za povečanje moči
Sončna plošča je preprosto niz sončnih celic, ožičenih v seriji. Čeprav so celice na komercialnih ploščah ravne, je mogoče ustvariti vrsto plošče, ki je sestavljena iz celic v steklenički. Začnite z dvema steklenicama. Anodo na eni od njih, ki je čista bakrena plošča, s pomočjo žice z aligatorskimi sponkami povežite s katodo druge, to je plošče z nanosom bakrovega oksida. Merilnik priključite na dve plošči, ki nista povezani. Ker podvojite napetost z zaporednim ožičenjem dveh celic, ste podvojili moč svojega polja po formuli P = 2V x I. V celico lahko povežete poljubno toliko celic. Vsaka nova celica poveča napetost za 0,25 voltov.