چگونه در خانه سلول خورشیدی بسازیم
انرژی خورشیدی یکی از سریعترین رشد کنندههای انرژیهای جایگزین در جهان است. اگرچه ساخت یک پنل خورشیدی کامل نیازمند مهارت و صبر است، حتی یک مبتدی هم میتواند اصول مشابه را برای ساخت یک سلول خورشیدی کوچک به کار ببندد. این روش عالیای برای یادگیری درباره خواص پنلهای خورشیدی است. تنها کاری که باید انجام دهید، کسب کمی دیاکسید تیتانیوم، ساخت سلول و استفاده از آن برای تبدیل نور به جریان الکتریکی است.
دریافت دیاکسید تیتانیوم:
- تهیه پودر دونات: یک کیسه از دونات پودری سفید خریداری کنید. این پودر حاوی یک ماده به نام دیاکسید تیتانیوم (TiO2) است که ماده مفیدی برای ساخت سلولهای خورشیدی است.
حل شدن قند: متأسفانه دیاکسید تیتانیومی که از دونات پودری دریافت میکنید خالص نخواهد بود. آن به همراه قندها و چربیها مخلوط خواهد شد. برای حذف قند، پودر را به آب گرم اضافه کنید و سپس آن را از طریق یک فیلتر عبور دهید (فیلتر قهوهای مناسب است). قند در آب حل خواهد شد و از طریق فیلتر عبور خواهد کرد. جامد باقیمانده مخلوطی از دیاکسید تیتانیوم و چربیها خواهد بود.
-
برای هر پنج دونات، تقریباً یک فنجان آب استفاده کنید.
چربیها قابل حل در آب نیستند و بنابراین پس از فیلتراسیون همچنان با دیاکسید تیتانیوم مخلوط میمانند. خوشبختانه، حذف آنها به سادگی انجام میشود. پودر را روی یک ظرف مقاوم در برابر حرارت قرار دهید و آن را در دمای ۵۰۰ درجه فارنهایت (۲۶۰ درجه سانتیگراد) حدود سه ساعت بپزید. این کار باعث بخار شدن چربیها و باقیماندن پودر دیاکسید تیتانیوم خواهد شد.
ساخت سلول خورشیدی:
از شیشه هادی رسانا استفاده کنید. بیشتر شیشههای هادی رسانا با یک رزوید اکسید ایندیوم و استانوم پوشش داده شدهاند. این پوشش باعث میشود سطح شیشه بتواند الکتریسیته را هادی کند و نه آن را عایق کند. شما میتوانید شیشه هادی رسانا را آنلاین یا از فروشگاههای تأمین انرژی خورشیدی تهیه کنید.
-
این نوع شیشه معمولاً به صورت مربعی با ابعاد x1 اینچ (2.54×2.54 سانتیمتر) یافت میشود.
یک محلول دیاکسید تیتانیوم تهیه کنید. الکل اتانول را به دیاکسید تیتانیوم در یک نیمکت شیشهای اضافه کنید و مخلوط کنید. باید از خالصترین الکل اتانولی که میتوانید استفاده کنید. الکل اتانول با ترکیب 200 درصد بهترین گزینه است، اما وودکا یا اورکلیر نیز میتواند در موارد فوری مورد استفاده قرار بگیرد.
- این دستورالعملها را انجام دهید:
ریختن محلول دیاکسید تیتانیوم. یک لایه از چسب را در سه طرف شیشه قرار دهید. این کار به شما کمک میکند که عمق روکش را کنترل کنید. از یک قطرهگیر یا پیپت استفاده کنید تا مقدار کمی از محلول دیاکسید تیتانیوم را بر روی سطح شیشه ریخته و سپس از یک اسلاید میکروسکوپ برای پاک کردن مایع اضافی استفاده کنید تا فقط یک روکش نازک باقی بماند. این فرایند را ده بار تکرار کنید.
- هر قطره باید کافی باشد تا شیشه را یک بار با یک لایه نازک روکش کند. در مجموع، شما ده قطره استفاده خواهید کرد تا ده لایه از دیاکسید تیتانیوم را بسازید.
ساخت سلول خورشیدی. سلول خورشیدی را در یک بیکر شفاف و مقاوم در برابر حرارت قرار دهید. ظرف را روی یک صفحه گرم کننده قرار دهید (یا سلول خورشیدی را مستقیماً روی صفحه گرم کننده قرار دهید). صفحه گرم کننده را روشن کرده و سلول را به مدت 10-20 دقیقه پخت کنید.
- شما باید سلول را به دقت مشاهده کنید. آن قهوهای رنگ میشود و سپس به رنگ سفید برمیگردد. وقتی سلول به رنگ سفید اصلی خود برگردد، این به معنای این است که حلالهای آلی (اتانول) سوخته شدهاند و سلول به پایان رسیده است.
رنگ زدن سلولها با چای. چایها حاوی ترکیبات آلی به نام آنتوسیانین هستند. این ترکیبات در جذب نور در طیف قابل رؤیت خوب عمل میکنند. یک فنجان چای گیاهی را قرار دهید و سلول خورشیدی را برای چند ساعت در آن غوطهور کنید. چایهای تیره مانند خرماچای بهترین عملکرد را دارند. این کار باعث رنگ زدن سلول میشود و به آنتوسیانینها اجازه میدهد که به سطح سلول بچسبند. سلول اکنون قادر به جذب نور قابل رؤیت است.
- قبل از رنگآمیزی، سلول فقط قادر به جذب نور در طیف فرابنفش بود.
تولید جریان
رنگ زدن یک قطعه دیگر از شیشه رسانا با گرافیت. این قطعه شیشه به عنوان یک الکترود مقابل عمل خواهد کرد. میتوانید از یک مداد گرافیت معمولی استفاده کنید. فقط سر مداد را روی شیشه روکش کنید تا به طور کامل با روکش گرافیت پوشیده شود.
یک فاصلهگذار بین قطعات شیشه قرار دهید. میتوانید یک فاصلهگذار پلاستیکی نازک ببرید تا بین قطعات شیشه قرار دهید. فاصلهگذار باید در سمت تمیز شیشه (مخالف طرف چای یا گرافیت) قرار بگیرد. به طور جایگزین، میتوانید چسب را در اطراف لبهها در سمت تمیز شیشه قرار داده و یک فاصلهگذار بسازید. این کار باعث میشود شیشه به طور کمی جدا شود.
محلول الکترولیت اضافه کنید. محلول یود یک الکترولیت ایدهآل است. میتوانید آن را از داروخانههای بیشتر بدون نیاز به نسخه تهیه کنید. محلول را با نسبت 3 به 1 با الکل مخلوط کنید. یک یا دو قطره از محلول را بین دو قطعه شیشه قرار دهید.
قطعات شیشه را با هم فشار دهید. قبل از اینکه محلول زمان کافی برای تبخیر داشته باشد، دو قطعه شیشه را به شدت به هم فشار دهید. از کلیپس آلیگاتور برای نگهداری آنها استفاده کنید. سلول شما اکنون قادر به تولید جریان الکتریکی هنگام تابیدن به نور است.
-
شما میتوانید این را با قرار دادن سلول در نور خورشید و استفاده از یک مولتیمتر برای بررسی جریان آزمایش کنید