Hur man gör en solpanel (kopparplåtmetod)?
För att skapa en solpanel av ett kopparark, börja med att ta på dig handskar och skär sedan ditt lakan i två 15,20 cm rutor. Efter rengöring av ett lakan, lägg det på en värmeplatta, värm tills det är täckt med en svart beläggning och fortsätt sedan laga det i 30 minuter. Stäng av värmen, låt den svalna i 20 minuter och skölj den för att ta bort beläggningen. Klipp av toppen av en 2-litersflaska och böj sedan dina kopparfyrkanter mot flaskans sidor. Häll i en saltvattenlösning så att dina rutor är mestadels nedsänkta och fäst sedan alligatorklämmor på varje kvadrat. För att lära dig hur du testar din solcell, fortsätt läsa!
För att göra en solpanel av ett kopparark, börja med att ta på dig handskar och skär sedan ditt lakan i två 15,20 cm rutor.
Hemlagade solpaneler / celler är ett fantastiskt DIY-projekt för både vuxna och barn. Ett enkelt sätt att skapa en billig solpanel är att använda kopparoxid, en oxiderad form av koppar. Även om detta är ett bra experiment för att visa hur en solpanel fungerar, kom ihåg att den inte kommer att producera mycket kraft alls.
Del 1 av 3: att göra kopparoxid
- 1Klipp 2 kopparplåt. Du kan använda plåtsaxar för att göra det enkelt. Gör lakan av samma storlek. Du vill att 1 ark ska passa på din brännare eller värmeplatta och att båda får plats i 2-litersflaskan. Att göra dem båda 6 cm rutor borde fungera bra.
- 2Rengör dina kopparplåt. Använd en avfettningsmedel för att ta bort oljor eller fett från kopparplåten. Du vill inte att de ska reagera med koppar eller förhindra att oxidation sker. Du bör också bära handskar för att undvika att få olja från huden på koppar. Se också till att skrubba koppar med stålull eller sandpapper för att avlägsna korrosion.
- 3Placera 1 kopparplåt på en värmeplatta. När du har lagt ett lakan på värmeplattan, sätt på värmeplattan. Detta kommer att värma koppar och ge den energi som behövs för att kopparen ska reagera snabbt med syret i luften. Detta påskyndar den naturliga oxidationsprocessen avsevärt.
- 4Låt kopparen oxidera helt. När kopparen värms upp ser du olika nyanser av rött, rosa, lila och eventuellt andra färger. Detta är ett tecken på att oxidation äger rum. Slutligen kommer du att märka att alla dessa färger ersätts med en svart täckning. Detta överdrag är kopparoxid. När hela arket är täckt av kopparoxid, låt det koka minst 30 minuter till.
- Tillagning de extra 30 minuterna gör kopparoxidskiktet tjockt och sprött. Detta gör att den kan bryta sig loss från koppar. Ett tunt lager av kopparoxid skulle förbli på koppar och täcker det kopparoxidskiktet som behöver exponeras.
- 5Låt kopparen svalna långsamt. Stäng av brännaren när du är klar med tillagningen av koppar. Låt kopparen svalna. Detta gör att kopparen svalnar mycket långsamt till rumstemperatur, vilket bör ta cirka 20 minuter. Under kylningsprocessen krymper koppar och kopparoxidskiktet med olika hastigheter. Så länge skiktet är tillräckligt tjockt, kommer detta att resultera i att den svarta kopparoxiden flakar av och exponerar det röda kopparoxidskiktet.
- Observera att kopparoxid (koppar (II) oxid) är den fullständigt oxiderade formen och kopparoxid (Cu2O) är fortfarande i ett aktivt tillstånd.
- Du kan skölja lakan under vatten för att ta bort kvarvarande svarta avlagringar.
- Kopparoxid är en halvledare och måste exponeras för att solcellerna ska fungera.
Ett enkelt sätt att skapa en billig solpanel är att använda kopparoxid, en oxiderad form av koppar.
Del 2 av 3: Montering av solcellen
- 1Placera de två koppararken i din behållare. Du måste böja båda delarna för att matcha plastflaskans krökning. Båda bitarna måste kunna passa i flaskan utan att röra varandra. Var noga med att inte skada det röda kopparoxidskiktet när du böjer det kokta arket.
- 2Anslut krokodilklämmor till varje ark. Använd krokodilklämmorna för att fästa båda bitarna på motsatta sidor av plastflaskan. Koppararket med röd kopparoxid bör anslutas till klämman som leder till en negativ terminal, och det rena koppararket kan fästas till ett klämma som leder till en positiv terminal.
- 3Gör en saltvattenlösning. Upplösning av salt i vattnet ger elektrolyter i form av Na + och Cl- som bär strömmen från kopparoxidskiktet till det rena koppararket. En effektiv lösning kommer att bestå av ungefär en del salt (bordssalt är fint) till tre delar vatten. Rör om väl för att se till att saltet är helt upplöst. Värm vid behov.
- Lös till exempel upp 1 ⁄ 4 kopp (59 ml) salt i 3 ⁄ 4 kopp (180 ml) vatten.
- Användning av destillerat eller avjoniserat vatten minskar risken för föroreningar.
- 4Tillsätt saltvatten för att täcka de flesta av de två plattorna. Lämna cirka 5 centimeter (5,1 cm) utrymme ovanför saltvattnet, vilket gör att strömmen kan gå från den negativa terminalen till den positiva terminalen. Var noga med att hålla clipsen överst på de två arken torra. Annars kan vattnet på clipsen störa dina avläsningar.
Upplösning av salt i vattnet kommer att ge elektrolyter i form av Na + och Cl- som bär strömmen från kopparoxidskiktet till det rena koppararket.
Del 3 av 3: Testa din solcell
- 1Placera solcellen i solen. När solen träffar kopparoxidskiktet får det elektroner att släppas. Kopparoxiden är inte ledande, men elektronerna kan röra sig genom saltvattnet till den ledande kopparplattan. Denna platta överför elektronerna till ledningarna.
- 2Haka fast krokodilklämmorna på en multimeter. Anslut den andra änden av dina krokodilklämmor till en multimeter eller amperemeter. Se till att din mätare kan fungera inom mikroampan (0,000001 ampere). Anslut den positiva alligatorklämman till mätarens plusterminal och den negativa alligatorklämman till den negativa terminalen på din mätare.
- 3Ställ in mätaren så att den läser mikroampor. En mycket liten ström kommer att strömma. Denna ström bör falla någonstans mellan 0 och 50 mikroampor. Att vrida cellen så att kopparoxidskiktet vetter mot mest direkt solljus ger dig den mest aktuella.
Koppararket med röd kopparoxid bör anslutas till klämman som leder till en negativ terminal och det rena koppararket kan fästas till ett klämma som leder till en positiv terminal.
- Försök inte ta bort all svart kopparoxid. Detta kan leda till skador på kopparoxidskiktet.
- Du kan göra detta utan saltvatten om du lägger ett ledande metallnät eller kopparkant över kopparoxidskiktet för att transportera elektroner från ytan till ledningen. Dessa metoder gör panelen platt, men är mindre effektiv eftersom nätet blockerar lite solljus och endast elektroner nära ledaren kan transporteras.
- Förvänta dig inte att köra ditt hus av det här. Det skulle kräva tunnland mark och miljontals dollar koppar bara för att producera tillräckligt med kraft för att driva den elektriska spisen som användes i steg två. Även om detta visar samma vetenskapliga principer som är involverade i kommersiellt livskraftiga solceller, är det storleksordningar mindre effektiva.
- Ark av koppar
- Alligator klipp
- Multimeter
- Elspis
- 2-L-flaska av plast
- Bordssalt
- Vatten
- Sandpapper
- Saksar av plåt
Läs också: Hur identifierar man cederträd?
Frågor och svar
- Vilka ämnen använder solpaneler?De är vanligtvis gjorda av kiselkristallskivor som kallas celler. Kisel är ett halvledarmaterial. När en cell dopas med föroreningarna gallium och arsenik förbättras dess förmåga att fånga solens energi och omvandla den till elektricitet avsevärt. När solljuset träffar solcellen exciterar energin elektroner som lämnar hål.
- Koppararkets färg förändras när den doppas i saltvatten. Varför händer det?Koppar blir en blågrön färg (kallad patina) när den är i saltvatten. Detta beror på saltvattenkorrosion.
- Kan jag tända en liten led eller köra en liten mortel med detta?Tyvärr är denna metod inte effektiv för att driva mycket av någonting, inte ens något litet. Det används bäst för att visa kemin som är involverad i tillverkning av solpaneler snarare än som en livskraftig solpanel.
- Kan jag återanvända dessa kopparark flera gånger för flera olika solceller?Koppararken korroderar med saltblandningen efter långvarig användning. Plattorna kan återanvändas om de fortfarande är solida och inte så korroderade att de bränns bort eller innehåller stora hål. Du kan alltid torka och slipa ner plattorna och sedan värma upp dem igen.
- Hur ger jag värme åt ett ark?Med en värmeplatta, spis eller fackla. Jämn uppvärmning uppnås bäst med en värmeplatta som inte är en spolbrännare, snarare en kapslad spole som fördelar värmen jämnt.
- Om jag har kopparplåtar som redan har oxiderats från att skapa tidigare solceller, finns det ett sätt att omoxidera koppararken så att de kan kokas om igen och genomgå samma process?Kopparplåtar som tidigare använts i solceller kan smälta ner och avlägsnas från föroreningar för att bilda högkvalitativt koppar som en produkt, men detta kräver laboratorieutrustning.
Obesvarade frågor
- Kan jag öka spänningen genom att koppla ihop solcellerna?
- Vilken kopparplåt som passar bäst för solpaneler?
Kommentarer (3)
- Detta var en mycket välgjord och informativ instruktion om hur man gör några grundläggande solpaneler.
- Jag gillar det väldigt mycket.
- Bra! Steg för steg, lätt att förstå och med bilder. Mycket bra även om du nästan inte har någon förkunskap om ämnet. Tack!
