كيف تصنع الخلايا الشمسية

فيديو: شاهد خلاصة تجربتي في تصنيع الألواح الشمسية بالمنزل

المحتوى

خطوات
طريقة 1 من 3: طلاء ألواح الزجاج
طريقة 2 من 3: تجميع الألواح الشمسية
طريقة 3 من 3: تفعيل واختبار الخلايا الشمسية
نصائح
تحذيرات
ماذا تحتاج

تقوم الخلايا الشمسية بتحويل طاقة الشمس إلى كهرباء ، تمامًا مثل النباتات التي تحولها إلى طعام من خلال عملية التمثيل الضوئي. تعمل الخلايا الشمسية على طاقة الشمس ، التي تنقل الإلكترونات في مواد أشباه الموصلات من مدارات قريبة من نوى ذراتها إلى مدارات أعلى حيث يمكنها توصيل الكهرباء. تستخدم الخلايا الشمسية التجارية السيليكون كأشباه موصلات ، ولكن إليك طريقة لصنع خلية شمسية من مواد ميسورة التكلفة لترى بنفسك كيف تعمل.

خطوات

طريقة 1 من 3: طلاء ألواح الزجاج

1 خذ لوحين زجاجيين من نفس الحجم. يتناسب حجم شريحة المجهر بشكل مثالي مع الشرائح.
2 نظف كلا السطحين من الألواح بالكحول. بمجرد تنظيف الألواح ، يمكن فقط إمساكها بالحواف.
3 حدد الجانب الموصّل للوحة. افعل ذلك عن طريق لمس السطح بدبابيس جهاز القياس المتعدد. بمجرد تحديد أي جانب من كل لوحة يكون موصلًا ، ضعهما جنبًا إلى جنب ، بحيث يكون الجانب الموصل للأعلى واللوحة الأخرى مع الجانب الموصل لأسفل.
4 ثبت الألواح بشريط لاصق. سيؤدي هذا إلى تثبيت اللوحات في مكانها للخطوة التالية.
- ضع الشريط على طول الجانب الطويل من كل لوحة لتتداخل بمقدار ملليمتر واحد (1/25 بوصة) من الحافة.
- ضع شريطًا من 4 إلى 5 مم (1/5 بوصة) على الجزء الخارجي من الجانب الموصل للوحة.
5 ضع محلول ثاني أكسيد التيتانيوم على الأطباق. قم بتوزيع قطرتين على الجوانب الموصلة للألواح ، ثم وزع ثاني أكسيد التيتانيوم بالتساوي على سطح اللوحة. اسمح لثاني أكسيد التيتانيوم بتغطية الصفيحة بالكامل مع توجيه الجانب الموصّل لأسفل.
- قبل تطبيق محلول ثاني أكسيد التيتانيوم ، قد ترغب أولاً في طلاء الألواح بأكسيد القصدير.
6 انزع الشريط اللاصق وانزع الألواح. ستعمل الآن معهم بطرق مختلفة.
- ضع الطبق ، مع الجانب الموصّل لأعلى ، على لوح تسخين طوال الليل لحرق ثاني أكسيد التيتانيوم.
- نظف ثاني أكسيد التيتانيوم من اللوحة الموصلة السفلية وقم بتخزينه في مكان لا يتجمع فيه الأوساخ.
7 تحضير أطباق ضحلة مليئة بالطلاء. يمكن صنع الملون من توت العليق أو العليق أو عصير الرمان أو بتلات شاي الكركديه الأحمر.
8 انقع اللوح السفلي بثاني أكسيد التيتانيوم في البقعة لمدة 10 دقائق.
9 أثناء نقع اللوح الأول ، نظف الطبق الآخر بالكحول.
10 دق اللوح النظيف للعثور على جانبه الموصل. قم بتمييز هذا الجانب بعلامة الجمع (+).
11 ضع طبقة رقيقة من الكربون على الجانب الموصل للوحة النظيفة. يمكنك القيام بذلك عن طريق الرسم بقلم رصاص على الجانب الموصل أو عن طريق تطبيق شحم الجرافيت. قم بتغطية السطح بالكامل.
12 قم بإزالة لوحة البقع من حمام الصبغة. اشطفه مرتين ، أولاً بالماء منزوع الأيونات ثم الكحول. جفف بقطعة قماش نظيفة بعد الشطف.

طريقة 2 من 3: تجميع الألواح الشمسية

1 ضع الصفيحة المطلية بالكربون على صفيحة ثاني أكسيد التيتانيوم بحيث تكون الطلاءات على اتصال. يجب أن تكون الألواح مقلوبة قليلاً ، حوالي 5 ملليمترات (1/5 بوصة). استخدم المشابك على الحواف الطويلة لتثبيتها في مكانها.
2 ضع قطرتين من محلول اليود على الجوانب المطلية للألواح. يجب أن يغطي المحلول اللوحات بالكامل. يمكنك فتح المشابك ورفع إحدى اللوحات برفق لنشر المحلول على السطح بالكامل.
- سيسمح محلول اليود للإلكترونات بالتدفق من صفيحة ثاني أكسيد التيتانيوم إلى اللوح المطلي بالكربون عندما يتعرض العنصر لمصدر ضوئي. يسمى هذا المحلول بالكهرباء.
3 امسح المحلول الزائد من الأجزاء المكشوفة للألواح.

طريقة 3 من 3: تفعيل واختبار الخلايا الشمسية

1 اربط مقاطع التمساح بالأجزاء المكشوفة من الصفائح على جانبي الخلية الشمسية.
2 قم بتوصيل الرصاص الأسود لجهاز القياس المتعدد بالتمساح المتصل بلوحة ثاني أكسيد التيتانيوم. هذه اللوحة هي القطب السالب على الخلية الكهروضوئية أو الكاثود.
3 قم بتوصيل الرصاص الأحمر للمقياس المتعدد بالتمساح المتصل باللوحة المطلية بالكربون. هذه اللوحة هي القطب الموجب على الخلية الكهروضوئية أو الأنود. (في الخطوة السابقة ، قمت بتمييزه بعلامة زائد على الجانب غير الموصّل.)
4 ضع اللوح الشمسي بجانب مصدر الضوء بحيث يكون القطب السالب مواجهًا له. في حجرة الدراسة ، يمكنك وضعها بالقرب من المصباح. في بيئة المنزل ، يمكن استبدال مصدر ضوء آخر ، مثل ضوء موضعي أو الشمس نفسها.
5 قم بقياس التيار والجهد الناتج عن الخلية الشمسية بمقياس متعدد. قم بالقياس قبل وبعد تعرض العنصر للضوء.

نصائح

يمكنك أيضًا صنع خلية شمسية باستخدام صفحتين صغيرتين من النحاس المصقول ووضع واحدة منهما على طبق ساخن لمدة نصف ساعة حتى يتحول النحاس إلى اللون الأسود. دعها تبرد وتقشر طلاء أكسيد ثنائي التكافؤ الأسود ، لكن اترك أكسيد النحاس الأحمر تحتها ؛ سيكون بمثابة أشباه الموصلات.لن تحتاج إلى تغطية الصفيحة النحاسية بأي شيء للحصول على الموصلية ، وسوف تستخدم محلول الماء المالح كإلكتروليت.

تحذيرات

لا يمكن للخلايا الشمسية ذات الألواح الزجاجية المطلية أو الصفائح النحاسية شبه الموصلة إنتاج كميات كبيرة من الطاقة بمفردها. يستخدم السيليكون في أشباه الموصلات لأنه أكثر كفاءة من أي مادة مستخدمة في هذه المقالة. ومع ذلك ، يتم جمع الخلايا الشمسية السليكونية الفردية في الخلايا الشمسية.