Солнечные батареи преобразуют солнечную энергию в электричество. Как и растения, они превращают солнечную энергию в пищу посредством фотосинтеза. Солнечные элементы работают, используя энергию солнца, чтобы заставить электроны в полупроводниковых материалах перемещаться с орбит, близких к ядру атома, на более высокие орбиты для выработки электричества. В коммерческих солнечных элементах в качестве полупроводника используется кремний, но есть один способ сделать солнечные элементы из более доступных материалов, чтобы вы могли сами увидеть, как он работает.
Шаг
Метод 1 из 3: покрытие стеклянной плиты
Шаг 1. Подготовьте 2 стеклянные пластины одинакового размера
Стеклянные пластины размером со стекло, обычно используемое под микроскопом, идеально подходят для использования.
Шаг 2. Очистите поверхность обеих пластин спиртом
После очистки просто держитесь за края.
Шаг 3. Проверьте поверхность плиты на электропроводность
Хитрость заключается в том, чтобы прикоснуться к поверхности мультиметром. Определив, какая сторона является проводящей, поместите ее рядом, одна проводящая сторона должна быть направлена вверх, а другая проводящая сторона - вниз.
Шаг 4. На обе плиты приклеиваем прозрачную ленту
Лента будет удерживать плиту в том же положении для следующего шага.
- Приклейте ленту по длинным сторонам двух плит с превышением от краев 1 миллиметр.
- Приклейте ленту на расстоянии 4–5 миллиметров от токопроводящей стороны плиты.
Шаг 5. Капните раствор диоксида титана на пластину
Капните 2 капли на токопроводящую сторону плиты, затем распределите их по всей поверхности плиты. Поместите диоксид титана, чтобы изолировать нижнюю проводящую сторону плиты.
Перед тем, как капать жидкий диоксид титана, можно покрыть его оксидом олова
Шаг 6. Снимаем ленту и разделяем пластины
Теперь вы обрабатываете 2 плиты по-другому.
- Поместите пластину проводящей стороной вверх на электрическую плиту на ночь, чтобы поджарить диоксид титана над пластиной.
- Очистите пластину от диоксида титана проводящей стороной вниз и поместите ее в место, где она не пачкается.
Шаг 7. Подготовьте блюдце или плоскую тарелку, наполненную красителем
Краситель можно приготовить из сока малины, ежевики или граната или заварить чай из лепестков красного гибискуса.
Шаг 8. Погрузите пластину, покрытую диоксидом титана, стороной, покрытой диоксидом титана, в краситель на 10 минут
Шаг 9. Очистите вторую пластину спиртом
Выполняйте этот шаг, пока пластина с покрытием из диоксида титана намокает.
Шаг 10. Повторно проверьте проводимость очищенной плиты
Пометьте непроводящую сторону знаком плюса (+).
Шаг 11. Покройте проводящую сторону очищенной плиты тонким слоем углерода
Вы можете сделать это, накрыв проводящую сторону карандашом или используя графитовую смазку. Покройте всю поверхность.
Шаг 12. Снимите пластину, покрытую диоксидом титана с красителя
Промойте дважды: сначала деионизированной водой, затем спиртом. После ополаскивания вытрите насухо чистой тканью.
Метод 2 из 3: соберите солнечную батарею
Шаг 1. Поместите пластину с углеродным покрытием поверх пластины с покрытием из диоксида титана так, чтобы два покрытия встретились лицом к лицу
Пластины должны находиться на расстоянии около 5 миллиметров друг от друга. Используйте зажим для бумаги на длинной стороне, чтобы удерживать его на месте.
Шаг 2. Капните 2 капли жидкого йодида на обнаженный слой
Позвольте жидкому йодиду покрыть поверхность. Вы можете открыть зажим для папки и осторожно приподнять 1 пластину так, чтобы диодная жидкость покрыла всю поверхность.
Жидкий йодид заставит электроны течь от пластины с покрытием из диоксида титана к пластине с углеродным покрытием при воздействии света. Эти жидкости называются электролитами
Шаг 3. Удалите лишнюю жидкость с плиты
Метод 3 из 3: активация и проверка солнечного элемента
Шаг 1. Приклейте зажим «крокодил» на многослойную деталь с одной стороны солнечного элемента
Шаг 2. Подсоедините черный провод от мультиметра к зажиму, соединенному с покрытием из диоксида титана
Эта пластина является отрицательным электродом или катодом солнечного элемента.
Шаг 3. Соедините красный провод мультиметра с зажимом, который соединяется с углеродным слоем
Эта пластина является положительным электродом или анодом солнечного элемента. (На предыдущем шаге вы отметили его знаком плюс на непроводящей стороне.)
Шаг 4. Поместите солнечный элемент рядом с источником света так, чтобы отрицательный электрод был обращен к источнику света
В школьном классе этот метод может быть реализован путем размещения солнечного элемента над линзой проектора. Дома используйте другие источники света, такие как прожекторы или солнце.
Шаг 5. Измерьте мультиметром ток и напряжение, генерируемые солнечным элементом
Делайте это до и после воздействия света на клетки.
