Wie man Solarzellen herstellt

Inhalt

Schritte
Methode 1 von 3: Beschichten von Glasplatten
Methode 2 von 3: Solarmodule zusammenbauen
Methode 3 von 3: Aktivieren und Testen von Solarzellen
Tipps
Warnungen
Was brauchst du

Solarzellen wandeln die Sonnenenergie in Strom um, ähnlich wie Pflanzen sie durch Photosynthese in Nahrung umwandeln. Solarzellen arbeiten mit der Energie der Sonne, die Elektronen in Halbleitermaterialien von Bahnen in der Nähe der Kerne ihrer Atome in höhere Bahnen bewegt, wo sie Elektrizität leiten können. Kommerzielle Solarzellen verwenden Silizium als Halbleiter, aber hier ist eine Möglichkeit, eine Solarzelle aus günstigeren Materialien herzustellen, um selbst zu sehen, wie es funktioniert.

Schritte

Methode 1 von 3: Beschichten von Glasplatten

1 Nehmen Sie 2 gleich große Glasplatten. Objektträger in der Größe eines Objektträgers passen perfekt.
2 Reinigen Sie beide Oberflächen der Platten mit Alkohol. Nach der Reinigung können die Platten nur noch an den Kanten gegriffen werden.
3 Bestimmen Sie die leitfähige Seite der Platte. Berühren Sie dazu die Oberfläche mit den Stiften des Multimeters. Sobald Sie festgestellt haben, welche Seite jeder Platte leitfähig ist, legen Sie sie nebeneinander, eine Platte mit der leitfähigen Seite nach oben und die andere mit der leitfähigen Seite nach unten.
4 Sichern Sie die Platten mit Klebeband. Dies hält die Platten für den nächsten Schritt an Ort und Stelle.
- Legen Sie das Klebeband entlang der langen Seite jeder Platte so, dass es einen Millimeter (1/25 Zoll) von der Kante überlappt.
- Bringen Sie 4 bis 5 mm (1/5 Zoll) Klebeband an der Außenseite der leitfähigen Seite der Platte an.
5 Tragen Sie Titandioxidlösung auf die Platten auf. Geben Sie 2 Tropfen auf die leitfähigen Seiten der Platten und verteilen Sie das Titandioxid gleichmäßig auf der Oberfläche der Platte. Lassen Sie das Titandioxid die Platte mit der leitfähigen Seite nach unten vollständig bedecken.
- Vor dem Auftragen der Titandioxidlösung möchten Sie die Platten eventuell zunächst mit Zinnoxid beschichten.
6 Entfernen Sie das Klebeband und ziehen Sie die Platten ab. Sie werden nun auf unterschiedliche Weise mit ihnen arbeiten.
- Legen Sie die Platte mit der leitfähigen Seite nach oben über Nacht auf eine Heizplatte, um das Titandioxid abzubrennen.
- Reinigen Sie das Titandioxid von der unteren leitfähigen Platte und bewahren Sie es an einem Ort auf, an dem es keinen Schmutz ansammelt.
7 Bereiten Sie flache, mit Farbe gefüllte Schalen zu. Der Farbstoff kann aus Himbeeren, Brombeeren, Granatapfelsaft oder roten Hibiskus-Teeblättern hergestellt werden.
8 Weichen Sie die Bodenplatte 10 Minuten lang mit Titandioxid in der Beize ein.
9 Während die erste Platte einweicht, reinigen Sie die andere Platte mit Alkohol.
10 Klingeln Sie an der gereinigten Platte, um ihre leitfähige Seite zu finden. Markieren Sie diese Seite mit einem Pluszeichen (+).
11 Tragen Sie eine dünne Schicht Kohle auf die leitfähige Seite der gereinigten Platte auf. Sie können dies tun, indem Sie mit einem Bleistift auf der leitfähigen Seite zeichnen oder Graphitfett auftragen. Bedecken Sie die gesamte Oberfläche.
12 Entfernen Sie die Fleckenplatte aus dem Färbebad. Spülen Sie es zweimal aus, zuerst mit entionisiertem Wasser und dann mit Alkohol. Nach dem Spülen mit einem sauberen Tuch trocken tupfen.

Methode 2 von 3: Solarmodule zusammenbauen

1 Legen Sie die kohlenstoffbeschichtete Platte so auf die Titandioxidplatte, dass die Beschichtungen in Kontakt sind. Die Platten sollten leicht versetzt sein, etwa 5 Millimeter (1/5 Zoll). Verwenden Sie Clips an den langen Kanten, um sie in Position zu halten.
2 Tragen Sie 2 Tropfen Jodlösung auf die beschichteten Seiten der Platten auf. Die Lösung sollte die Platten vollständig bedecken. Sie können die Klammern öffnen und eine der Platten vorsichtig anheben, um die Lösung über die gesamte Oberfläche zu verteilen.
- Die Jodlösung lässt Elektronen von der Titandioxidplatte zur kohlenstoffbeschichteten Platte fließen, wenn das Element einer Lichtquelle ausgesetzt wird. Diese Lösung wird Elektrolyt genannt.
3 Wischen Sie überschüssige Lösung von den exponierten Teilen der Platten ab.

Methode 3 von 3: Aktivieren und Testen von Solarzellen

1 Befestigen Sie Krokodilklemmen an den freiliegenden Teilen der Platten auf beiden Seiten der Solarzelle.
2 Verbinden Sie das schwarze Kabel des Multimeters mit dem Krokodil, das mit der Titandioxidplatte verbunden ist. Diese Platte ist die negative Elektrode der Fotozelle oder der Kathode.
3 Verbinden Sie das rote Kabel des Multimeters mit dem Krokodil, das mit der kohlenstoffbeschichteten Platte verbunden ist. Diese Platte ist die positive Elektrode der Photozelle oder der Anode. (Im vorherigen Schritt haben Sie es auf der nicht leitenden Seite mit einem Pluszeichen markiert.)
4 Platzieren Sie das Solarpanel neben der Lichtquelle mit der negativen Elektrode nach oben. Im Klassenzimmer können Sie es in die Nähe der Lampe stellen. In einer häuslichen Umgebung kann eine andere Lichtquelle, wie ein Scheinwerfer oder die Sonne selbst, ersetzt werden.
5 Messen Sie den von der Solarzelle erzeugten Strom und die Spannung mit einem Multimeter. Messen Sie, bevor und nachdem das Element dem Licht ausgesetzt ist.

Tipps

Sie können auch eine Solarzelle herstellen, indem Sie 2 kleine Bleche aus poliertem Kupfer verwenden und 1 davon eine halbe Stunde lang auf eine heiße Platte legen, bis das Kupfer schwarz wird. Lassen Sie es abkühlen und ziehen Sie die schwarze zweiwertige Oxidbeschichtung ab, aber lassen Sie das rote Kupferoxid darunter; es wird als Halbleiter dienen.Sie müssen das Kupferblech nicht mit etwas bedecken, um die Leitfähigkeit zu erhalten, und Sie verwenden eine Salzwasserlösung als Elektrolyt.

Warnungen

Beschichtete Glasplattensolarzellen oder Halbleiterkupferbleche können alleine keine großen Energiemengen produzieren. Silizium wird in Halbleitern verwendet, weil es effizienter ist als jedes der in diesem Artikel verwendeten Materialien. In Solarzellen werden jedoch einzelne Siliziumsolarzellen gesammelt.