Самодельные солнечные панели / элементы - отличный проект для взрослых и детей. Один простой способ сделать дешевую солнечную панель - использовать закись меди, окисленную форму меди. Хотя это отличный эксперимент, показывающий, как работает солнечная панель, имейте в виду, что она вообще не будет производить много энергии.
Шаги
Часть 1 из 3: получение оксида меди
Шаг 1. Вырежьте 2 медных листа
Для этого вы можете использовать ножницы для листового металла. Сделайте листы одинакового размера. Вам нужно, чтобы 1 лист уместился на конфорке или плитке, и оба они поместились в 2-литровую бутылку. Сделайте из них оба квадрата по 6 дюймов (15 см).
Шаг 2. Очистите медные листы
Используйте обезжириватель, чтобы удалить масло или жир с медного листа. Вы не хотите, чтобы они вступали в реакцию с медью или предотвращали окисление. Вы также должны надеть перчатки, чтобы избежать попадания масла с кожи на медь. Также не забудьте очистить медь стальной мочалкой или наждачной бумагой, чтобы удалить коррозию.
Шаг 3. Поместите 1 медный лист на горячую плиту
Положив лист на плиту, включите ее. Это нагреет медь и обеспечит энергию, необходимую для быстрой реакции меди с кислородом воздуха. Это значительно ускоряет естественный процесс окисления.
Шаг 4. Дайте меди полностью окиситься
По мере того, как медь нагревается, вы увидите различные оттенки красного, розового, пурпурного и, возможно, других цветов. Это признак того, что происходит окисление. Наконец, вы заметите, что все эти цвета заменяются черным покрытием. Это покрытие - закись меди. Как только весь лист будет покрыт закисью меди, дайте ему повариться еще не менее 30 минут.
После дополнительных 30 минут слой закиси меди становится толстым и ломким. Это позволяет ему оторваться от меди. Тонкий слой оксида меди останется на меди, покрывая слой оксида меди, который необходимо обнажить
Шаг 5. Дайте меди медленно остыть
Когда вы закончите готовить медь, выключите конфорку. Оставьте медь на конфорке остыть. Это позволяет меди очень медленно остыть до комнатной температуры, что должно занять около 20 минут. В процессе охлаждения медь и слой закиси меди сжимаются с разной скоростью. Пока слой достаточно толстый, это приведет к отслаиванию черной закиси меди и обнажению слоя красной окиси меди.
- Обратите внимание, что оксид меди (оксид меди (II)) является полностью окисленной формой, а оксид меди (Cu2O) все еще находится в активном состоянии.
- Вы можете промыть лист под водой, чтобы удалить оставшийся черный налет.
- Оксид меди является полупроводником и должен подвергаться воздействию, чтобы солнечные элементы функционировали.
Часть 2 из 3: Сборка солнечного элемента
Шаг 1. Поместите 2 медных листа в контейнер
Вам нужно будет согнуть обе части, чтобы они соответствовали кривизне пластиковой бутылки. Обе части должны входить в бутылку, не касаясь друг друга. Будьте осторожны, чтобы не повредить красный слой закиси меди при сгибании готового листа.
Шаг 2. Присоедините зажимы крокодила к каждому листу
Используйте зажимы из крокодиловой кожи, чтобы прикрепить обе части к противоположным сторонам пластиковой бутылки. Медный лист с красной закисью меди следует подсоединить к зажиму, который ведет к отрицательному выводу, а чистый медный лист можно присоединить к зажиму, ведущему к положительному выводу.
Шаг 3. Сделайте раствор соленой воды
Растворение соли в воде дает электролиты в форме Na + и Cl-, которые переносят ток от слоя оксида меди к чистому медному листу. Эффективный раствор будет состоять примерно из одной части соли (подойдет поваренная соль) на три части воды. Хорошо перемешайте, чтобы убедиться, что соль полностью растворилась. При необходимости нагрейте.
- Например, растворить 1⁄4 стакан (59 мл) соли в 3⁄4 чашка (180 мл) воды.
- Использование дистиллированной или деионизированной воды снизит риск загрязнения.
Шаг 4. Добавьте соленую воду, чтобы покрыть большую часть 2 тарелок
Оставьте около 2 дюймов (5,1 см) пространства над соленой водой, чтобы ток мог проходить от отрицательного вывода к положительному выводу. Следите за тем, чтобы зажимы в верхней части двух листов оставались сухими. В противном случае вода на зажимах может помешать вашим показаниям.
Часть 3 из 3: Тестирование солнечной батареи
Шаг 1. Поместите солнечный элемент на солнце
Когда солнце попадает на слой закиси меди, оно вызывает высвобождение электронов. Закись меди не является проводящей, но электроны могут перемещаться через соленую воду к проводящей медной пластине. Эта пластина переносит электроны на провода.
Шаг 2. Присоедините зажимы типа «крокодил» к мультиметру
Подключите другой конец зажимов типа «крокодил» к мультиметру или амперметру. Убедитесь, что ваш измеритель может работать в диапазоне микроампер (0,000001 ампер). Подключите положительный зажим «крокодил» к положительной клемме глюкометра, а отрицательный зажим «крокодил» - к отрицательной клемме глюкометра.
Шаг 3. Настройте измеритель на показания микроампер
Будет протекать очень небольшой ток. Этот ток должен находиться в диапазоне от 0 до 50 мкА. Если повернуть элемент так, чтобы слой оксида меди был обращен к наиболее прямым солнечным лучам, вы получите наибольший ток.
Видео - с помощью этой службы некоторая информация может быть передана YouTube
подсказки
- Не пытайтесь удалить всю черную закись меди. Это может привести к повреждению слоя оксида меди.
- Вы можете сделать это без соленой воды, если вы поместите проводящую металлическую сетку или медную кайму поверх слоя оксида меди, чтобы переносить электроны с поверхности на провод. Эти методы делают панель плоской, но менее эффективны, поскольку сетка блокирует часть солнечного света, и могут переноситься только электроны около проводника.