Самодельная солнечная батарея
Можно сделать простейшие собственные солнечные батареи в кухне из материалов из хозяйственного магазина (www. scitoys. com). Предлагаемая солнечная батарея будет сделана из оксида меди вместо кремния. Окись меди — один из первых материалов, в котором ученые открыли фотоэлектрический эффект, в котором свет заставляет электричество течь в материале. Фото и подробности см. на http://electro-shema. ru/zll. htm.
Материалы:
♦ лист меди из хозяйственного магазина. Он обычно стоит приблизительно 150 руб. за 1 м2. Нам нужно примерно 45 см2;
♦ два зажима «крокодильчика»;
♦ чувствительный микроамперметр, который может измерить промежутки между 10 и 50 микроамперами. Можно использовать и обычный;
♦ электрическая печь не меньше 1100 Вт, чтобы горелка становилась красной;
♦ пластиковая 2-литровая бутылка с отрезанным горлышком;
♦ пара столовых ложек столовой соли;
♦ вода из-под крана;
♦ наждачная бумага или дрель с насадкой (абразивной);
♦ листовой металл.
Сначала нужно отрезать часть меди, чтобы она была размером с электрическую плиту. Помойте руки, чтобы не оставлять жирных или других пятен. Также вымойте медный лист с моющим средством, чтобы смыть с него жир. Используйте наждачную бумагу или абразивную щетку, чтобы полностью убрать медное защитное покрытие так, чтобы любой сульфид или другая легкая коррозия были удалены.
Затем положите чистый медный лист на плитку (электрическую) и включите ее на максимум.
Медь начнет нагреваться и окисляться, вы увидите красивые красно-оранжевые пятна на ее поверхности. Когда медь нагреется еще больше, разноцветные пятна станут заменяться черным цветом — оксидом меди. Все цвета исчезают, когда спираль уже красная.
Когда горелка будет пылать, лист меди будет покрыт черным медным оксидом.
Совет.
Позвольте ей пожариться еще полчаса, таким образом, черное покрытие будет толстым. Это важно, так как толстое покрытие отслоится легко, в то время как тонкое останется, прилипнув к меди.
После получаса «кулинарии» выключите горелку. Оставьте горячую медь на горелке, чтобы медленно охлаждаться. Если вы охладите ее слишком быстро, то черная оксидная пленка прилипнет к меди.
Поскольку медь охлаждается, она сжимается. Черная медная окись также сжимается. Но они сжимаются с разной скоростью, что заставляет черную медную окись отслоиться.
Когда медь охладилась до комнатной температуры (это занимает приблизительно 20 мин.), большая часть черной оксидной пленки уйдет.
Легкое очищение вашими руками под проточной водой удалит большинство маленьких кусочков. Не пытайтесь отдирать неподдаю — щиеся пятнышки и не сгибайте лист — можете повредить тонкий слой окиси меди, а как раз он нам и нужен.
Остальная часть сборки очень быстрая и простая. Обрежьте второй лист меди под размер с первым (нагретым). Аккуратно согните обе части, таким образом они войдут в пластмассовую бутылку, не касаясь друг друга.
Прицепите «крокодильчики» к обеим пластинам. Соедините провод от чистой меди к плюсу, а провод от пластины с оксидом — к минусу. Теперь смешайте пару столовых ложек соли в небольшом количестве горячей воды из-под крана. Размешивайте, пока вся соль не растворится. Аккуратно вылейте смесь в бутылку (где пластины), оставив примерно 2,5 см от краев пластин.
Оксид меди — полупроводник. Он является промежуточным проводником, где электричество может течь свободно, и изолятор, где электроны сильно связаны с их атомами, и не текут свободно.
В полупроводнике есть промежуток, названный запрещенной зоной между:
♦ электронами, которые связаны сильно с атомом;
♦ электронами, которые более далеки от атома, который может переместиться свободно и провести электричество.
Электроны не могут остаться в запрещенной зоне. Электрон может дать только немного энергии и переехать от ядра атома в запрещенную зону. Электрон должен получить достаточно энергии переместиться дальше от ядра, за Пределами запрещенной зоны.
Точно так же электрон вне запрещенной зоны не может проиграть немного энергии и упасть только немного ближе к ядру. Это должно потерять достаточно энергии упасть мимо запрещенной зоны в область, где можно электронам.
Когда солнечный свет поражает электроны в оксиде меди, некоторые из электронов получают достаточно энергии от солнечного света, чтобы подскочить мимо запрещенной зоны и стать свободными провести электричество. Батарея производит 50 мА в 0,25 В.
Свободные электроны перемещаются в соленую воду, затем в чистую медную пластину, в провод, через амперметр, и назад к окисленной пластине. Поскольку электроны перемещаются через амперметр, мы видим работу (ампер). Когда тень падает на солнечную батарею, электроны движутся медленнее и миллиампер меньше.