الخلايا الشمسية تحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء. مثل النباتات ، يقومون بتحويل الطاقة الشمسية إلى طعام من خلال عملية التمثيل الضوئي. تعمل الخلايا الشمسية باستخدام طاقة الشمس لجعل الإلكترونات في المواد شبه الموصلة تنتقل من مدارات قريبة من النواة الذرية إلى مدارات أعلى لتوليد الكهرباء. تستخدم الخلايا الشمسية التجارية السيليكون كموصل شبه موصل ، ولكن هناك طريقة واحدة لصنع خلايا شمسية بمواد متاحة بسهولة أكبر لكي ترى بنفسك كيف تعمل.
خطوة
طريقة 1 من 3: طلاء لوح الزجاج
الخطوة 1. تحضير لوحين زجاجيين من نفس الحجم
تعتبر الألواح الزجاجية بحجم الزجاج التي يشيع استخدامها تحت المجهر مثالية للاستخدام.
الخطوة الثانية. نظف سطح كلا اللوحين بالكحول
بعد التنظيف ، فقط امسك الحواف.
الخطوة 3. اختبر سطح اللوح من أجل التوصيل
الحيلة هي لمس السطح بمقياس متعدد. بعد تحديد أي جانب موصل ، ضعه جنبًا إلى جنب ، بحيث يكون أحد الجانبين موصلًا للأعلى والآخر موصلًا لأسفل.
الخطوة 4. الصق الشريط الشفاف على كلا اللوحين
سيحافظ الشريط اللاصق على اللوح في نفس الموضع للخطوة التالية.
- الصق الشريط على طول الجوانب الطويلة للوحين بما يزيد عن 1 ملم من الحواف.
- الصق الشريط من 4 إلى 5 ملليمترات بعيدًا عن الجانب الموصل للبلاطة.
الخطوة 5. أسقط محلول ثاني أكسيد التيتانيوم على اللوح
قم بإسقاط قطرتين على الجانب الموصل للبلاطة ، ثم انشرها على كامل سطح البلاطة. ضع ثاني أكسيد التيتانيوم لإغلاق الجانب السفلي الموصل للبلاطة.
قبل تقطير سائل ثاني أكسيد التيتانيوم ، يمكنك تغطيته بأكسيد القصدير
الخطوة 6. قم بإزالة الشريط اللاصق وفصل الألواح
أنت الآن تتعامل مع اللوحين بشكل مختلف.
- ضع اللوح مع الجانب الموصل لأعلى على لوح تسخين كهربائي طوال الليل لتحميص ثاني أكسيد التيتانيوم فوق اللوح.
- نظف ثاني أكسيد التيتانيوم من اللوح مع توجيه الجانب الموصّل لأسفل وضعه حيث لن يتسخ.
الخطوة 7. تحضير طبق أو طبق مسطح مملوء بالصبغة
يمكن صنع الصبغة من عصير التوت أو التوت الأسود أو الرمان أو عن طريق تخمير الشاي من بتلات الكركديه الحمراء.
الخطوة 8. نقع الصفيحة المطلية بثاني أكسيد التيتانيوم ، والجانب المطلي بثاني أكسيد التيتانيوم لأسفل ، في الصبغة لمدة 10 دقائق
الخطوة 9. نظف اللوح الآخر بالكحول
نفذ هذه الخطوة بينما تنقع اللوحة المطلية بثاني أكسيد التيتانيوم.
الخطوة 10. أعد اختبار موصلية اللوح المنظف
قم بتمييز الجانب غير الموصّل بعلامة زائد (+).
الخطوة 11. قم بتغطية الجانب الموصل للبلاطة التي تم تنظيفها بطبقة رقيقة من الكربون
يمكنك القيام بذلك عن طريق تغطية الجانب الموصل بقلم رصاص أو باستخدام مادة تشحيم الجرافيت. قم بتغطية السطح بالكامل.
الخطوة 12. قم بإزالة الصفيحة المطلية بثاني أكسيد التيتانيوم من الصبغة
يشطف مرتين ، أولاً بالماء غير المتأين ثم بالكحول. بعد الشطف الجاف بمنديل نظيف.
طريقة 2 من 3: تجميع الخلايا الشمسية
الخطوة 1. ضع الصفيحة المطلية بالكربون أعلى الصفيحة المطلية بثاني أكسيد التيتانيوم بحيث تلتقي الطبقتان وجهًا لوجه
يجب أن تكون الألواح بعيدة عن بعضها بحوالي 5 ملليمترات. استخدم مشبك ربط على الجانب الطويل لإبقائه في مكانه.
الخطوة الثانية: ضع قطرتين من اليوديد السائل على الطبقة المكشوفة
اترك اليوديد السائل يغطي السطح. يمكنك فتح مشبك الربط ورفع لوح واحد بلطف بحيث يغطي سائل الصمام الثنائي السطح بالكامل.
سيؤدي اليوديد السائل إلى تدفق الإلكترونات من الصفيحة المطلية بثاني أكسيد التيتانيوم إلى اللوح المطلي بالكربون عند تعرضه للضوء. تسمى هذه السوائل بالكهرباء
الخطوة 3. امسح السائل الزائد من اللوح
طريقة 3 من 3: تنشيط واختبار الخلايا الشمسية
الخطوة 1. ألصق مشبك التمساح بالغراء على الجزء ذي الطبقات على جانب واحد من الخلية الشمسية
الخطوة 2. قم بتوصيل السلك الأسود من جهاز القياس المتعدد بالمقطع المتصل بطلاء ثاني أكسيد التيتانيوم
هذه اللوحة هي القطب السالب أو الكاثود للخلية الشمسية.
الخطوة الثالثة. قم بتوصيل السلك الأحمر للمقياس المتعدد بالمقطع الذي يتصل بطبقة الكربون
هذه اللوحة هي القطب الموجب أو الأنود للخلية الشمسية. (في الخطوة السابقة ، قمت بتمييزه بعلامة زائد على الجانب غير الموصّل.)
الخطوة 4. ضع الخلية الشمسية بالقرب من مصدر الضوء ، بحيث يكون القطب السالب مواجهًا لمصدر الضوء
في الفصل الدراسي بالمدرسة ، يمكن تنفيذ هذه الطريقة عن طريق وضع خلية شمسية فوق عدسة جهاز العرض. في المنزل ، استخدم مصادر ضوء أخرى مثل الأضواء أو الشمس.
الخطوة 5. قم بقياس التيار والجهد الناتج عن الخلية الشمسية باستخدام مقياس متعدد
افعل ذلك قبل وبعد تعرض الخلايا للضوء.
