Een zonnepaneel is een reeks zonnecellen, en terwijl je zelf een paneel kunt bouwen met cellen die je online aanschaft, is het veel cooler en leerzamer om je eigen cellen te bouwen uit gevonden materialen. Met weinig meer dan een stuk koper dat knippert en wat zout water, kunt u een meetbare elektrische stroom genereren uit zonlicht. Op zich genereert dit type cel niet veel elektriciteit, maar als je er veel van zou bouwen en ze in serie zou overbrengen, zou je genoeg stroom kunnen ontwikkelen om een ​​batterij op te laden of een lamp te ontsteken.

Theorie Achter de kopercel

Toen Heinrich Hertz het foto-elektrische effect ontdekte, had hij geen toegang tot siliciumchips met gedoteerd staal, maar hij had wel metalen platen. Een van de platen kan koper zijn dat is geoxideerd door blootstelling aan de atmosfeer omdat koperoxide een van de eerste materialen was waarvan werd waargenomen dat dit dit fenomeen vertoonde. Het is vrij eenvoudig om een ​​laag koper (III) oxide op een koperen plaat te deponeren. Het enige wat u hoeft te doen is warmte toevoegen.

Koperoxide is een halfgeleider en als u de plaat onderdompelt in zout water en blootstelt aan zonlicht, stromen elektronen van de plaat in het zoute water. Plaats een schone koperen plaat in het water om op te treden als een anode, en de elektronen stromen daar naartoe. Als je de twee platen met een meter verbindt, stromen de elektronen terug naar de originele plaat door de meter en registreert de meter de elektrische stroom.

De koperen plaat voorbereiden

Je hebt deze nodig ongeveer een halve vierkante voet koper knippert voor dit project, dat je bij de meeste bouwmarkten kunt vinden. Snijd het in twee gelijke stukken, met behulp van tin knipsels. Was de koperen stukken met water en zeep om vet te verwijderen, en plaats vervolgens een vel op de brander van een elektrisch fornuis. Het stuk moet groot genoeg zijn om de brander te bedekken.

Zet het vuur op de hoogste stand en kijk. De kleuren op het koperen stuk worden intenser en beginnen donkerder te worden met een coating van koper (II) oxide. Wacht tot het koper zwart is geworden en laat het nog eens 30 minuten koken. Zet het vuur uit en laat het koper op de brander afkoelen.

Terwijl de plaat afkoelt krimpen koper en koperoxide in verschillende snelheden en begint de zwarte coating af te schilferen. Wanneer de plaat helemaal is afgekoeld, verwijdert u de plaat en veegt u voorzichtig al het schilferende materiaal af. Daaronder is een rode laag koperoxide. Wrijf dit niet af - dit is de semi-geleidende laag die u nodig hebt.

Een zonnecel in een fles

Een doorzichtige plastic fles van één liter maakt een geschikte container voor uw zonnecel . Knip de fles rond het midden en verwijder de bovenkant zodat je een open container hebt. Buig de koperen plaat die je hebt verwarmd in een halve cirkel en plaats deze in de fles zodat deze tegen de zijkant rust. De kant die naar boven op de brander wijst, moet naar de buitenkant van de fles wijzen. Buig de koperen plaat die u niet hebt verwarmd in een vergelijkbare vorm en plaats deze in de andere kant van de fles. De borden mogen niet aanraken.

Meng twee eetlepels keukenzout in een glas met ongeveer 2 kopjes warm water en roer totdat het zout is opgelost. Giet het zoute water in de plastic fles en vul deze ongeveer 3/4 vol. De bovenkanten van de metalen platen moeten boven water zijn, zodat u krokodillenklemmen kunt bevestigen. Uw cel is nu klaar om elektriciteit op te wekken.

Neem de cel naar buiten en plaats hem op een tafel zodat de geoxideerde plaat naar de zon wijst. Sluit een meter aan op de platen met krokodillenklemmen en stel de meter in om microampère van stroom te registreren. Wanneer de cel in de volle zon staat, moet de meter tussen 33 en 50 microampère registreren. Schakel de meter om volt te meten en u zou een spanning van ongeveer 0,25 volt moeten opmerken. Om het maximale vermogen (P) te berekenen dat de cel levert, vermenigvuldigt u de maximale stroom (I) met spanning (V) om 0,00005 ampère x .25 volt = 0,0000125 watt of 12,5 microwatt te krijgen. De formule die deze relatie tot uitdrukking brengt is P = V x I.

Draadcellen samen om vermogen te vergroten

Een zonnepaneel is gewoon een reeks zonnecellen die in serie zijn geschakeld. Hoewel de cellen op commerciële panelen plat zijn, is het mogelijk om een ​​type paneel te maken dat bestaat uit cellen-in-een-fles. Begin met twee flessen cellen. Verbind de anode op een van hen, dat is de schone koperen plaat, met de kathode van de andere, dat is de plaat met de cupro-oxide-afzetting, met behulp van een draad met krokodillenklemmen. Verbind de meter met de twee platen die niet verbonden zijn. Omdat je de spanning verdubbelt door twee cellen in serie te bedraden, heb je de kracht van je array verdubbeld met de formule P = 2V x I. Je kunt zoveel van deze cellen in serie verbinden als je wilt. Elke nieuwe cel verhoogt de spanning met 0,25 volt.