Selbstgemachte Sonnenkollektoren / -zellen sind ein großartiges DIY-Projekt für Erwachsene und Kinder gleichermaßen. Ein einfacher Weg, um ein billiges Solarpanel zu machen, ist Kupferoxid, eine oxidierte Form von Kupfer. Während dies ein großartiges Experiment ist, um zu zeigen, wie ein Solarpanel funktioniert, bedenken Sie, dass es überhaupt nicht viel Energie erzeugen wird.

Erster Teil von Drei:
Kupferoxid herstellen

  1. 1 Schneiden Sie 2 Kupferbleche. Sie können dazu Blechscheren verwenden. Mach die Blätter gleich groß. Sie möchten, dass 1 Blatt auf Ihren Brenner oder Ihre Kochplatte passt und beide in die 2-Liter-Flasche passen. Die beiden Quadrate von 15 cm sollten gut funktionieren.[1]
  2. 2 Reinigen Sie Ihre Kupferbleche. Verwenden Sie einen Entfetter, um Öl oder Fett von Ihrem Kupferblech zu entfernen. Sie möchten nicht, dass sie mit Kupfer reagieren oder Oxidation verhindern. Sie sollten auch Handschuhe tragen, um zu vermeiden, Öl von Ihrer Haut auf dem Kupfer zu bekommen. Scheuern Sie das Kupfer auch mit Stahlwolle oder Sandpapier, um Korrosion zu entfernen.[2]
  3. 3 Legen Sie 1 Kupferblech auf eine heiße Platte. Sobald Sie ein Blatt auf die Heizplatte gelegt haben, schalten Sie die Heizplatte ein. Dies wird das Kupfer erhitzen und die Energie bereitstellen, die benötigt wird, damit das Kupfer schnell mit dem Sauerstoff in der Luft reagiert. Dies beschleunigt den natürlichen Oxidationsprozess erheblich.[3]
  4. 4 Lassen Sie das Kupfer vollständig oxidieren. Wenn sich das Kupfer erwärmt, werden Sie verschiedene Schattierungen von Rot, Pink, Violett und möglicherweise anderen Farben sehen. Dies ist ein Zeichen dafür, dass Oxidation stattfindet. Schließlich werden Sie feststellen, dass diese Farben alle durch eine schwarze Hülle ersetzt werden. Diese Abdeckung ist Kupferoxid. Sobald das ganze Blech mit Kupfer (I) -oxid bedeckt ist, lassen Sie es mindestens weitere 30 Minuten kochen.[4]
    • Kochen die zusätzlichen 30 Minuten macht die Kupferoxidschicht dick und spröde. Dadurch kann es sich vom Kupfer lösen. Eine dünne Schicht Kupfer (I) -oxid würde auf dem Kupfer verbleiben und die Kupfer (II) oxidschicht, die freigelegt werden muss, abdecken.[5]
  5. 5 Lassen Sie das Kupfer langsam abkühlen. Wenn Sie mit dem Kochen des Kupfers fertig sind, schalten Sie den Brenner aus. Lassen Sie das Kupfer auf dem Brenner abkühlen. Dadurch kann das Kupfer sehr langsam auf Raumtemperatur abkühlen, was etwa 20 Minuten dauern sollte. Während des Kühlprozesses schrumpfen die Kupfer- und die Kupferoxidschicht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Solange die Schicht dick genug ist, führt dies dazu, dass das schwarze Kupfer (I) -oxid abbröckelt und die rote Kupferoxidschicht freilegt.[6]
    • Man beachte, dass Kupfer (II) -oxid die vollständig oxidierte Form ist und Kupfer (I) -oxid (Cu2O) immer noch in einem aktiven Zustand ist.
    • Sie können das Blatt unter Wasser abspülen, um die verbleibenden schwarzen Ablagerungen zu entfernen.
    • Kupferoxid ist ein Halbleiter und muss exponiert werden, damit die Solarzelle funktioniert.

Zweiter Teil von Drei:
Montage der Solarzelle

  1. 1 Lege die 2 Kupferbleche in deinen Behälter. Sie müssen beide Teile biegen, um der Krümmung der Plastikflasche zu entsprechen. Beide Teile müssen in der Lage sein, in die Flasche zu passen, ohne einander zu berühren. Achten Sie darauf, die rote Kupferoxidschicht nicht zu beschädigen, wenn Sie das gekochte Blech biegen.[7]
  2. 2 Verbinden Sie die Krokodilklemmen mit jedem Blatt. Verwenden Sie die Krokodilklemmen, um beide Teile an gegenüberliegenden Seiten der Plastikflasche zu befestigen. Das Kupferblech mit rotem Kupferoxid sollte mit dem Clip verbunden werden, der zu einem negativen Anschluss führt, und das saubere Kupferblech kann mit einem Clip verbunden werden, der zu einem positiven Anschluss führt.[8]
  3. 3 Stellen Sie eine Salzwasserlösung her. Das Auflösen von Salz in das Wasser liefert Elektrolyte in Form von Na & spplus; und Cl & supmin ;, die den Strom von der Kupfer (I) oxidschicht auf das saubere Kupferblech übertragen. Eine wirksame Lösung besteht aus ungefähr einem Teil Salz (Tafelsalz ist fein) zu drei Teilen Wasser. Rühre gut um sicherzustellen, dass das Salz vollständig gelöst ist. Hitze wenn nötig.
    • Zum Beispiel auflösen 1⁄4 Tasse (59 ml) Salz in 3⁄4 Tasse (180 ml) Wasser.
    • Die Verwendung von destilliertem oder deionisiertem Wasser reduziert das Risiko von Verunreinigungen.
  4. 4 Fügen Sie Salzwasser hinzu, um die meisten der 2 Platten zu bedecken. Lassen Sie etwa 5 cm über dem Salzwasser Platz. Dadurch kann Strom vom Minuspol zum Pluspol fließen. Achten Sie darauf, die Clips oben auf den beiden Blättern trocken zu halten. Andernfalls kann das Wasser auf den Clips Ihre Messwerte beeinträchtigen.[9]

Teil drei von drei:
Testen Sie Ihre Solarzelle

  1. 1 Setzen Sie die Solarzelle in die Sonne. Wenn die Sonne auf die Kupferoxidschicht trifft, werden Elektronen freigesetzt. Das Kupferoxid ist nicht leitend, aber die Elektronen können sich durch das Salzwasser zur leitenden Kupferplatte bewegen. Diese Platte überträgt die Elektronen auf die Drähte.[10]
  2. 2 Haken Sie die Krokodilklemmen in ein Multimeter ein. Stecken Sie das andere Ende Ihrer Krokodilklemmen in ein Multimeter oder Amperemeter. Stellen Sie sicher, dass Ihr Messgerät im Mikroamperebereich (0,000001 Ampere) arbeiten kann. Stecken Sie die positive Krokodilklemme in den positiven Anschluss Ihres Messgeräts und die negative Krokodilklemme in den negativen Anschluss des Messgeräts.[11]
  3. 3 Stellen Sie Ihr Messgerät auf Mikroampere ein. Eine sehr kleine Menge Strom wird fließen. Dieser Strom sollte zwischen 0 und 50 Mikroampere liegen. Wenn Sie die Zelle so drehen, dass die Kupferoxidschicht direkt dem Sonnenlicht ausgesetzt ist, erhalten Sie die meiste Stromstärke.[12]