Соларни панел је низ соларних ћелија и иако сами можете да направите панел са ћелијама ако купујете преко Интернета, много је хладније и поучније изградити сопствене ћелије без проналаска материјала. Са мало више од бакра који трепери и мало слане воде, можете створити мерљиву електричну струју од сунчеве светлости. Сама по себи, ова врста ћелија не производи много електричне енергије, али ако бисте их изградили и повезали у серију, могли бисте развити довољно струје да напуните батерију или упалите сијалицу.
Теорија иза бакарне ћелије
Када је Хајнрих Херц открио фотоелектрични ефекат, није имао приступ допираним силицијумским чиповима, али је имао металне плоче. Једна од плоча је можда била бакар који је оксидовао излагањем атмосфери, јер је бакрени оксид један од првих материјала који је приметио да показује овај феномен. Прилично је лако нанети слој бакреног оксида на бакарни лим. Све што треба да урадите је да додате топлоту.
Купров оксид је полупроводник, а ако плочу потопите у слану воду и изложите је сунчевој светлости, електрони се с плоче преливају у слану воду. Поставите чисту бакарну плочу у воду да делује као анода и електрони до тога теку. Ако спојите две плоче помоћу мерача, електрони се враћају натраг на оригиналну плочу кроз мерач, а мерач региструје електричну струју.
Припрема бакарне плоче
За овај пројекат биће вам потребно око пола квадратних стопа бакарне лампе, коју можете пронаћи у већини продавница хардвера. Исеците га на два једнака дела, користећи лимене шнале. Оперите бакарне делове водом и сапуном да бисте уклонили масноћу, а затим ставите један лист на горионик електричне пећи. Комад треба да буде довољно велик да покрије горионик.
Укључите грејање на највише подешавање и гледајте. Боје на бакарном комаду се појачавају, а затим почињу да тамне превлаком бакарног оксида. Сачекајте да бакар поцрне, а затим оставите да се кува још 30 минута. Искључите топлоту и пустите да се бакар охлади на горионику.
Како се плоча хлади, бакар и бакарни оксид се смањују различитим брзинама, а црни премаз почиње да се љушти. Кад се плоча потпуно охлади, уклоните је и нежно очеткајте сав материјал који се љушти. Испод је црвени слој бакровог оксида. Не трљајте ово - потребан вам је полупроводни слој.
Соларна ћелија у боци
Прозирна пластична боца од једног литра чини погодну посуду за вашу соларну ћелију. Исеците бочицу око средине и уклоните врх тако да имате отворену посуду. Бакарну плочу коју сте загрејали савијте у полукруг и ставите је у бочицу тако да се наслони на бочну страну. Страна која је била окренута према горе на горионику требала би бити окренута према спољној страни боце. Бакарну плочу коју нисте загрејали савијте у сличан облик и поставите је на супротну страну бочице. Плоче не би смеле да се додирују.
Измешајте две кашике кухињске соли у чашу која садржи око 2 шоље топле воде и мешајте док се сол не раствори. Налијте слану воду у пластичну боцу, напунивши је отприлике 3/4. Врхови металних плоча треба да буду изнад воде како бисте могли да прикачите алигаторске копче. Ваша ћелија је сада спремна за производњу електричне енергије.
Изнесите ћелију напоље и ставите је на сто тако да оксидирана плоча буде окренута сунцу. Повежите мерач са плочицама помоћу алигаторских копча и подесите мерач да региструје микроампере струје. Када је ћелија на сунцу, мерач треба да региструје између 33 и 50 микроампера. Пребаците мерач на мерење волти и требало би да приметите напон од око 0,25 волта. Да бисте израчунали максималну снагу (П) коју ћелија испоручује, помножите максималну струју (И) са напоном (В) да бисте добили 0,00005 ампера к, 25 волти = 0,0000125 вати, или 12,5 микровата. Формула која изражава овај однос је П = В к И.
Повежите ћелије да бисте повећали снагу
Соларни панел је једноставно низ соларних ћелија повезаних у серију. Иако су ћелије на комерцијалним плочама равне, могуће је створити тип панела који се састоји од ћелија у боци. Почните са две ћелије бочице. Повежите аноду на једној од њих, која је чиста бакарна плоча, са катодом друге, која је плоча са наслагом бакреног оксида, помоћу жице са алигаторским копчама. Повежите мерач са две плоче које нису повезане. Пошто сте удвостручили напон повезивањем две ћелије у серији, удвостручили сте снагу свог низа користећи формулу П = 2В к И. Можете повезати онолико ћелија у серији колико желите. Свака нова ћелија повећава напон за 0,25 волти.