Wie man Solarzellen herstellt

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Solarzellen wandeln die Sonnenenergie in Strom um, ähnlich wie Pflanzen die Sonnenenergie durch Photosynthese in Nahrung umwandeln. Solarzellen nutzen die Energie der Sonne, damit Elektronen in Halbleitermaterialien von Bahnen in der Nähe der Atomkerne zu höheren Bahnen wandern können, in denen sie Strom leiten können. Kommerzielle Solarzellen verwenden Silizium als Halbleiter, aber hier ist eine Möglichkeit, eine Solarzelle mit besser zugänglichen Materialien herzustellen, um selbst zu sehen, wie sie funktioniert.

Entfernen Sie das Klebeband und trennen Sie die Platten. Jetzt werden Sie die beiden Platten unterschiedlich behandeln.

Kleben Sie transparentes Klebeband auf die Platten. Dadurch werden die Platten für den nächsten Schritt fixiert.

Reinigen Sie beide Oberflächen der Platten mit Alkohol. Sobald die Platten gereinigt sind, handhaben Sie sie nur noch an den Kanten.

Wischen Sie überschüssige Lösung von den freiliegenden Teilen der Platten ab.

Nehmen Sie die mit Titandioxid beschichtete Platte aus dem Farbstoff. Zweimal ausspülen, zuerst mit deionisiertem Wasser und dann mit Alkohol. Nach dem Abspülen mit einem sauberen Tuch trocken tupfen.

Tragen Sie eine dünne Kohlenstoffschicht auf die leitfähige Seite der gereinigten Platte auf. Sie können dies tun, indem Sie mit einem Bleistift über die leitfähige Seite gehen oder ein Graphitschmiermittel auftragen. Bedecke die gesamte Fläche.

Die gereinigte Platte erneut prüfen, um ihre leitende Seite zu finden. Markiere die Seite, die nicht führt, mit einem Pluszeichen ( ).

Bereite eine flache Schale vor, die mit Farbstoff gefüllt ist. Der Farbstoff kann aus Himbeer-, Brombeer- oder Granatapfelsaft oder durch Zubereiten eines Tees aus roten Hibiskusblättern hergestellt werden.

Tragen Sie eine Lösung von Titandioxid auf die Platten auf. 2 Tropfen auf die leitfähige Seite der oberen Platte geben und gleichmäßig über die Plattenoberfläche verteilen. Lassen Sie das Titandioxid die leitfähige Platte mit der Unterseite nach unten bedecken.

Die mit Titandioxid beschichtete Platte, die mit der Seite nach unten beschichtet ist, 10 Minuten lang im Farbstoff einweichen.

Erhalten Sie 2 gleichgroße Glasplatten. Ideal wären Platten in der Größe, die als Abdeckung für Objektträger dienen.

Stellen Sie die Solarzelle neben eine Lichtquelle, wobei die negative Elektrode zur Quelle zeigt. In einem Schulklassenzimmer kann dies geschehen, indem die Zelle auf die Linse eines Overheadprojektors gelegt wird. In einem Heimklima kann eine andere Lichtquelle, wie beispielsweise ein Scheinwerfer oder die Sonne selbst, ersetzt werden.

Tragen Sie 2 Tropfen einer Iodidlösung auf die freiliegende Beschichtung auf. Lassen Sie die Lösung durch die Plattenbeschichtungen einweichen, damit sie vollständig bedeckt sind. Sie können die Binderklammern öffnen und 1 der Platten vorsichtig anheben, damit sich die Lösung über die gesamte Fläche verteilen kann.

Legen Sie die kohlenstoffbeschichtete Platte auf die Titandioxidplatte, damit sich die Schichten berühren. Die Platten sollten leicht versetzt sein, etwa 5 Millimeter (1/5 Zoll). Verwenden Sie an den Längskanten Binderklammern, um sie zu fixieren.

Reinigen Sie die andere Platte mit Alkohol. Dies geschieht, während die mit Titandioxid beschichtete Platte eintaucht.

Befestigen Sie einen Alligatorclip an den freiliegenden beschichteten Profilen auf beiden Seiten der Solarzelle.

Prüfen Sie die Plattenflächen auf Leitfähigkeit. Dazu berühren Sie die Oberflächen mit den Leitungen eines Multimeters. Sobald Sie festgestellt haben, welche Seite jeder Platte die leitende Seite ist, legen Sie sie nebeneinander, eine Platte die leitende Seite nach oben und die andere die leitende Seite nach unten.

Messen Sie den von der Solarzelle mit dem Multimeter erzeugten Strom und die Spannung. Dies sowohl vor als auch nach der Belichtung der Zelle.

Verbinden Sie den schwarzen Draht des Multimeters mit dem Clip, der mit der freiliegenden Titandioxidschicht verbunden ist. Diese Platte ist die negative Elektrode oder Kathode der Solarzelle.

Verbinden Sie den roten Draht des Multimeters mit dem Clip, der mit der freiliegenden Kohlenstoffschicht verbunden ist. Diese Platte ist die positive Elektrode oder Anode der Solarzelle. (In einem vorherigen Schritt haben Sie ihn mit einem Pluszeichen auf seiner nichtleitenden Seite markiert.)

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