Ang solar battery ay isang aparato para sa pag-convert ng solar energy sa kuryente. Ang mga high-performance na solar cell na mabibili mo sa Radio Shack at iba pang mga tindahan ay ginawa mula sa espesyal na naprosesong silicon at nangangailangan ng malalaking pabrika, mataas na temperatura, espesyal na paglilinis at maraming pera.
Kung handa kaming ipagpalit ang kahusayan para sa kakayahang gumawa ng sarili naming mga solar panel sa kusina gamit ang mga materyales sa hardware store, maaari kaming magpakita ng gumaganang solar panel sa loob ng halos isang oras.
Ang ating solar cell ay gawa sa copper oxide sa halip na silicon. Ang copper oxide ay isa sa mga unang materyales kung saan natuklasan ng mga siyentipiko ang photovoltaic effect, kung saan ang liwanag ay nagiging sanhi ng pagdaloy ng kuryente sa materyal.
Ang mga pag-iisip kung paano ipaliwanag ang photoelectric effect ang nagbunsod kay Albert Einstein sa Nobel Prize sa Physics at sa teorya ng relativity.
Mga materyales.
1. Isang sheet ng tanso mula sa isang tindahan ng hardware. Karaniwan itong nagkakahalaga ng humigit-kumulang 150 rubles. para sa 0.9 square meters. Kailangan namin ng humigit-kumulang 45 sq. cm.
2. Dalawang alligator clip.
3.Sensitive microammeter na maaaring magsukat ng mga pagitan sa pagitan ng 10 at 50 microamps. Nagbebenta ang Radio Shack ng maliliit na multimeter na may LCD monitor. Ngunit maaari kang gumamit ng regular.
4. Electric oven. Ang aking kalan sa kusina ay isang gas stove, kaya bumili ako ng isang maliit na single-coil electric stove sa halagang RUB 750. Malamang na hindi gagana ang maliliit na 700 watt burner - kailangan ng hindi bababa sa 1100 watts upang maging pula ang burner.
5. Plastic na bote na pinutol ang leeg. Gumamit ako ng 2 litro na bote ng mineral na tubig.
6. Table salt. Kakailanganin namin ang isang pares ng mga kutsara.
7. Tapikin ang tubig.
8. Liha o drill na may tulad na attachment (nakasasakit)
9. Sheet metal.
Paggawa.
Narito ang burner.
Una kailangan mong putulin ang isang piraso ng tanso upang ito ay kasing laki ng isang electric stove. Hugasan ang iyong mga kamay upang hindi mag-iwan ng mamantika o iba pang mantsa. Hugasan din ang copper sheet gamit ang detergent upang maalis ang anumang grasa o iba pang mantsa. Gumamit ng papel de liha o isang nakasasakit na brush upang ganap na maalis ang copper na patong na proteksiyon upang ang anumang sulfide o iba pang magaan na kaagnasan ay maalis.
Pagkatapos ay maglagay ng malinis na copper sheet sa kalan (electric) at i-on ito sa maximum.
Ang tanso ay magsisimulang magpainit at mag-oxidize, makikita mo ang magagandang red-orange spot sa ibabaw nito.
Kapag mas uminit ang tanso, ang maraming kulay na mga spot ay magsisimulang mapalitan ng itim na tansong oksido.
Ang lahat ng mga kulay ay nawawala kapag ang spiral ay pula na.
Kapag ang burner ay kumikinang, ang tansong sheet ay pahiran ng itim na tansong oksido. Hayaang maluto ng isa pang kalahating oras para maging makapal ang itim na patong. Mahalaga ito dahil ang isang makapal na patong ay madaling matanggal, habang ang isang manipis na patong ay mananatiling nakadikit sa tanso.
Pagkatapos ng kalahating oras ng pagluluto, patayin ang burner. Iwanan ang mainit na tanso sa burner upang mabagal na lumamig. Kung pinalamig mo ito ng masyadong mabilis, ang isang itim na oxide film ay dumidikit sa tanso.
Habang lumalamig ang tanso, kumukontra ito. Ang black copper oxide ay lumiliit din. Ngunit ang mga ito ay lumiliit sa iba't ibang mga rate, na nagiging sanhi ng itim na tansong oksido upang matuklap.
Sa lalong madaling panahon ang malalaking piraso ay magsisimulang mahulog, nakakatawang panoorin))
Kapag ang tanso ay lumamig sa temperatura ng silid (ito ay tumatagal ng humigit-kumulang 20 minuto), ang karamihan sa black oxide film ay mawawala. Ang bahagyang pagkayod gamit ang iyong mga kamay sa ilalim ng tubig na umaagos ay mag-aalis ng karamihan sa maliliit na piraso. HUWAG subukang tanggalin ang matigas ang ulo na mga spot at huwag yumuko ang sheet - maaari mong masira ang manipis na layer ng tansong oksido, na kung ano mismo ang kailangan namin.
Ang natitirang bahagi ng pagpupulong ay napakabilis at madali.
Gupitin ang pangalawang sheet ng tanso sa parehong laki ng una (pinainit na isa).Maingat na ibaluktot ang magkabilang bahagi upang magkasya ang mga ito sa plastik na bote nang hindi nagkakadikit.
Ikabit ang mga alligator clip sa magkabilang plate. Ikonekta ang wire mula sa purong tanso sa positibo, at ang wire mula sa oxide plate sa negatibo.
Ngayon paghaluin ang isang pares ng mga kutsarang asin sa isang maliit na mainit na tubig sa gripo. Haluin hanggang matunaw ang lahat ng asin. Maingat na ibuhos ang pinaghalong sa bote (kung nasaan ang mga plato), na nag-iiwan ng mga 2.5cm mula sa mga gilid ng mga plato.
Sa larawan sa itaas, ang natapos na solar battery ay NASA ANINO, ang ammeter ay nagpapakita ng humigit-kumulang 6 na milliamps. Ngunit kahit na sa dilim, ang bateryang ito ay gagawa ng ilang milliamps))
Ipinapakita ng larawang ito ang baterya sa liwanag, at ang ammeter ay nagpapakita ng 34 milliamps, kung minsan ang baterya ay maaaring magbigay ng 50 milliamps, o higit pa.
Paano ito gumagana?
Ang tansong oksido ay isang semiconductor.Ito ay isang intermediate conductor, kung saan ang kuryente ay malayang dumaloy, at isang insulator, kung saan ang mga electron ay mahigpit na nakagapos sa kanilang mga atomo at hindi malayang dumadaloy.
Sa isang semiconductor, mayroong isang gap na tinatawag na bandgap sa pagitan ng mga electron na mahigpit na nakagapos sa atom at mga electron na mas malayo sa atom, na maaaring malayang gumalaw at magdadala ng kuryente.
Ang mga electron ay hindi maaaring manatili sa banda gap. Ang isang elektron ay maaari lamang magbigay ng kaunting enerhiya at lumipat mula sa nucleus ng isang atom patungo sa banda gap. Ang elektron ay dapat makakuha ng sapat na enerhiya upang lumipat pa mula sa nucleus, sa labas ng band gap.
Gayundin, ang isang electron sa labas ng bandgap ay hindi maaaring mawalan ng kaunting enerhiya at mas malapit lamang sa nucleus. Dapat itong mawalan ng sapat na enerhiya upang malagpasan ang banda gap sa rehiyon kung saan maaaring makatakas ang mga electron.
Kapag tinamaan ng sikat ng araw ang mga electron sa copper oxide, ang ilan sa mga electron ay tumatanggap ng sapat na enerhiya mula sa sikat ng araw upang tumalon sa banda gap at maging malaya sa pagdadala ng kuryente.
Ang mga libreng electron ay lumipat sa tubig-alat, pagkatapos ay sa malinis na copper plate, sa wire, sa pamamagitan ng ammeter, at pabalik sa oxidized plate.
Habang gumagalaw ang mga electron sa ammeter, nakikita natin ang trabaho(amps). Kapag ang isang anino ay nahulog sa isang solar panel, ang mga electron ay gumagalaw nang mas mabagal at ang milliamps ay mas mababa.
Isang tala tungkol sa enerhiya.
Ang baterya ay gumagawa ng 50 milliamps sa 0.25 volts.
Ito ay 0.0000125 watts (12.5 microwatts).
Huwag subukang magsindi ng bumbilya))) acres of battery to light up a house. Ang aming modelo ay eksperimental at maaaring gamitin bilang light sensor.
0.0000125 watts (12.5 microwatts) para sa 0.01 square meter na baterya, o 1.25 milliwatts kada metro kuwadrado.Upang maipaliwanag ang isang 100-watt na bumbilya, mangangailangan ito ng 80,000 metro kuwadrado ng tansong oksido para sa panig na naliliwanagan ng araw, at 80,000 metro kuwadrado ng tanso para sa madilim na elektrod. Para magpatakbo ng 1,000-watt furnace, kakailanganin mo ng 800,000 square meters ng copper oxide, at isa pang 800,000 square meters ng plain copper, o 1,600,000 square meters na magkakasama. Kung ito ay ilalagay sa bubong ng isang bahay, ang bawat bahay ay magiging 282 metro ang haba at 282 metro ang lapad, isinasaalang-alang ang lahat ng kailangan nila ng kuryente, mayroong isang kalan.
Mayroong 17,222,256.7 square feet sa 1,600,000 square feet. Kung ang sakop ng tanso ay nagkakahalaga ng $5 kada square foot, ang tanso lamang ay nagkakahalaga ng $86,110,283.50 USD. Ang paggawa nito ng isang ikasampung bahagi ng kapal ay maaaring mabawasan ito sa $8,611,028.35. Dahil bibili ka nang maramihan, maaari mo itong makuha sa kalahati nito, o humigit-kumulang $4,300,000.00.
Kung gumamit ka ng mga silicon solar panel na nagkakahalaga ng $4 kada watt, maaari mong patakbuhin ang parehong pugon sa halagang $4,000.00. Ngunit ang mga panel ay magiging mga 10 metro kuwadrado lamang.
O sa halos isang dolyar maaari kang bumuo ng solar oven mula sa aluminum foil at karton. Para sa humigit-kumulang $20 maaari kang bumuo ng isang napakagandang nakikinis na aluminum parabolic solar cooker.
Flat solar cell
Gumawa ako ng mas portable na bersyon ng solar panel sa isang flat na disenyo. Gumamit ako ng isang malinaw na plastic na takip ng CD bilang isang window at silicone glue upang magkadikit ang mga piraso at ihiwalay ang mga ito sa isa't isa.
Una, gumawa kami ng isang oxide mula sa tanso, tulad ng sa unang bahagi.Naghinang kami ng isang insulated copper wire sa sulok ng oxide plate, ito ay magiging isang minus (negatibong poste).
Ang positibong plato ay isang hugis-U na piraso ng purong tanso, bahagyang mas malaki kaysa sa oksido (maiintindihan mo kung paano sa mga larawan sa ibaba))) nagso-solder kami ng wire sa sulok nito, sa pagkakataong ito ay isang plus.
Una naming idikit ang tansong plato U sa plastik na bintana. Gumamit ng maraming silicone glue para hindi makalusot ang tubig-alat. Siguraduhin na ang solder joint ay maaaring ganap na natatakpan ng pandikit, o sa labas ng U glue tulad ng ipinapakita sa larawan (ang ganap na natatakpan ng pandikit ay mas mahusay).
Ipinapakita ng larawan sa ibaba ang likod na bahagi ng solar panel (ang gilid ay hindi nakaharap sa araw).
Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita sa harap na bahagi ng solar panel (ang gilid na haharap sa araw). Tandaan na ang silicone glue ay hindi ganap na natatakpan ang tanso, dahil ang ilan sa tanso ay dapat na sa huli ay nakikipag-ugnayan sa tubig-alat.
Ilapat ang pandikit sa isang purong tansong plato. Ang layer na ito ay magsisilbing insulator sa pagitan ng purong copper plate at ng oxide plate, at dapat ay sapat na kapal upang mag-iwan ng maliit na espasyo para sa tubig-alat. Muli, hindi lahat ng tanso ay pinahiran, kaya magkakaroon ng maraming tanso sa pakikipag-ugnay sa tubig.
Maingat na idikit ang oxide plate sa layer na ito. Gusto mong pindutin nang husto upang matiyak na napapalibutan ng pandikit ang anumang mga puwang, ngunit hindi masyadong matigas na magkadikit ang dalawang plato.
Ipinapakita ng larawan sa ibaba ang likod na bahagi ng solar panel (ang gilid ay hindi nakaharap sa araw).
Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita sa harap na bahagi ng solar panel (ang gilid na haharap sa araw).Tandaan na nagdagdag ako ng dagdag na pandikit upang mabuo ang tubo sa itaas upang maging katulad ng pagbuhos ng tubig na asin.
Ang larawan ay hindi nagpapakita ng karagdagang patong ng pandikit sa paligid ng perimeter upang maiwasan ang pagtulo ng tubig, ngunit kailangan mong gawin ito. Hayaang matuyo ang pandikit bago magpatuloy sa susunod na hakbang.
Susunod, gumamit ng malaking dropper upang magdagdag ng tubig na asin. Punan ang baterya halos sa tuktok ng tansong plato hanggang sa halos umagos ang tubig palabas. Pagkatapos ay i-seal ang butas ng isang patak ng pandikit at hayaang matuyo ang pandikit nang hindi bababa sa kalahating oras.
Sa larawan sa itaas makikita mo ang flat panel solar panel na kumikilos sa maliwanag na sikat ng araw. Nagbibigay ito ng humigit-kumulang 36 microamps. Maaari ka ring makakita ng dagdag na butil ng pandikit sa paligid ng mga gilid ng mga plato, at pagpuno sa tuktok ng tubo.
Sa wakas, sa isa pang larawan ay may anino ng may-akda. Tandaan na ang ammeter ay bumabasa na ngayon ng humigit-kumulang 4 na microamps dahil walang sikat ng araw na sumisikat dito.
