Energia słoneczna jest najszybciej rozwijającą się energią alternatywną na świecie. Wytwarzanie prawdziwych ogniw słonecznych wymaga pewnych umiejętności i cierpliwości, ale nawet początkujący może zastosować te same zasady przy wytwarzaniu małych ogniw słonecznych. Jest świetny sposób na poznanie właściwości ogniw słonecznych. Potrzebujesz tylko trochę dwutlenku tytanu, zbuduj ogniwo i użyj go do przekształcenia światła w prąd elektryczny.
Krok
Część 1 z 3: Uzyskiwanie dwutlenku tytanu
Krok 1. Zbierz cukier puder na pączki
Kup torebkę pączków z białym cukrem pudrem. Cukier puder zawiera substancję chemiczną o nazwie dwutlenek tytanu. (TiO2). Dwutlenek tytanu jest przydatnym materiałem do produkcji ogniw słonecznych.
Krok 2. Rozpuść cukier
Niestety dwutlenek tytanu z pączków z cukrem pudrem nie jest czysty. Substancja jest mieszana z cukrem i tłuszczem. Aby usunąć cukier, wymieszaj zmielony proszek w ciepłej wodzie, a następnie przelej go przez sito (najlepiej filtr do kawy). Cukier rozpuści się w wodzie i przejdzie przez filtr. Ciało stałe pozostające na filtrze to mieszanina dwutlenku tytanu i tłuszczu.
Użyj filiżanki ciepłej wody na każde pięć pączków
Krok 3. Usuń tłuszcz
Tłuszcz nie jest rozpuszczalny w wodzie, dlatego dwutlenek tytanu po przefiltrowaniu nadal miesza się z tłuszczem. Na szczęście pozbycie się tłuszczu nie jest takie trudne. Umieść proszek w bezpiecznym kubku lub pojemniku i podgrzej go do 500o Celsjusza przez trzy godziny. Ogrzewanie spowoduje odparowanie tłuszczu i pozostawienie sproszkowanego dwutlenku tytanu.
Część 2 z 3: Produkcja ogniw słonecznych
Krok 1. Użyj szkła przewodzącego
Większość szkła przewodzącego jest pokryta pozostałością tlenku indowo-cynowego. Powłoka pozwala powierzchni szklanej przewodzić prąd, a nie być izolatorem. Szkło przewodzące można kupić online lub w sklepie z ogniwami słonecznymi.
Zwykle to szkło ma wymiary 2,5 x 2,5 cm
Krok 2. Przygotuj roztwór dwutlenku tytanu
Dodaj etanol do roztworu dwutlenku tytanu w zlewce i zamieszaj. Stosowany etanol powinien być jak najczystszy. Najlepszy jest czysty etanol 200 stopni, ale wódka lub Everclear mogą być nadal używane, jeśli nie ma innej opcji.
Użyj około jednego mililitra etanolu na pączka i wstrząśnij lub wymieszaj roztwór w zlewce lub zlewce
Krok 3. Pokryj szkło
Przyklej taśmę samoprzylepną z trzech stron szkła. Klej pomoże Ci kontrolować głębokość powłoki. Za pomocą pipety lub podobnego zakraplacza wkropl niewielką ilość roztworu dwutlenku tytanu na szklaną powierzchnię. Użyj szkiełka mikroskopowego, aby usunąć nadmiar roztworu z powierzchni, pozostawiając tylko cienką warstwę. Powtórz ten proces dziesięć razy.
Każda kropla wystarczy jednorazowo, aby pokryć szkło cienką warstwą. W sumie użyjesz dziesięciu kropli, aby utworzyć warstwę dwutlenku tytanu
Krok 4. Podgrzej ogniwo słoneczne
Umieść ogniwa słoneczne w przezroczystej, żaroodpornej zlewce lub zlewce. Umieść pojemnik na kuchence elektrycznej (lub umieść ogniwa słoneczne bezpośrednio na kuchence elektrycznej). Włącz kuchenkę elektryczną i podgrzewaj ogniwo przez 10-20 minut.
Musisz pilnować celi. Komórka zmieni kolor na brązowy, a następnie ponownie biały. Jeśli kolor ogniwa powraca do pierwotnego białego koloru, oznacza to, że roztwór organiczny (etanol) został spalony i nagrzewanie się ogniwa zostało zakończone
Krok 5. Pokryj ogniwo słoneczne herbatą
Herbata zawiera związki organiczne zwane antocyjanami. Jest to związek, który dobrze wychwytuje światło w zakresie widzialnym. Podgrzej filiżankę herbaty ziołowej i namocz ogniwa słoneczne na kilka godzin. Najlepsze są herbaty ciemniejsze, takie jak hibiskus. Komórki zostaną zabarwione herbatą, a antocyjany przykleją się do powierzchni komórki. Teraz ogniwo słoneczne jest gotowe do przechwytywania światła widzialnego.
Przed rozmazywaniem komórki odbierały światło tylko w widmie ultrafioletowym
Część 3 z 3: Generowanie prądu elektrycznego
Krok 1. Pomaluj grafitem kolejny kawałek przewodzącego szkła
Ten kawałek szkła posłuży jako przeciwelektroda. Możesz użyć grafitu na zwykłym ołówku. Wystarczy przesunąć końcówką ołówka po powierzchni szkła, aż zostanie całkowicie pokryta resztkami grafitu.
Krok 2. Umieść przestrzeń między kawałkami szkła
Możesz ciąć cienki plastik jako przestrzeń między kawałkami szkła. Komorę umieszcza się po czystej stronie szkła (za stroną herbacianą lub grafitową). Alternatywnie można nakleić taśmę samoprzylepną wokół krawędzi czystej strony szkła, aby utworzyć przestrzeń. Ten element dystansowy nieco oddzieli szkło.
Krok 3. Dodaj roztwór elektrody
Roztwór jodu jest idealnym elektrolitem. Możesz go dostać w większości aptek. Wymieszać z alkoholem w proporcji 3:1. Upuść jedną lub dwie krople roztworu między dwa kawałki szkła.
Krok 4. Dociśnij kawałki szkła razem
Zanim roztwór zdąży wyparować, mocno dociśnij dwa kawałki szkła. Użyj zacisków krokodylkowych, aby go zacisnąć. Teraz ogniwa słoneczne mogą generować prąd elektryczny pod wpływem światła.
